特許 7090967 電流遮断装置及びその電流遮断装置を含む電池モジュール

(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】2022-06-17

(45)【発行日】2022-06-27

(54)【発明の名称】電流遮断装置及びその電流遮断装置を含む電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/578 20210101AFI20220620BHJP

   H01M 50/50 20210101ALI20220620BHJP

   H01M 50/503 20210101ALI20220620BHJP

【ＦＩ】

H01M50/578

H01M50/50 201A

H01M50/503

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020507018

(86)(22)【出願日】2018-12-03

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-10-15

(86)【国際出願番号】 KR2018015200

(87)【国際公開番号】W WO2019156322

(87)【国際公開日】2019-08-15

【審査請求日】2020-02-07

(31)【優先権主張番号】10-2018-0017174

(32)【優先日】2018-02-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】キョン・ホ・キム

(72)【発明者】

【氏名】ソン・テク・オ

(72)【発明者】

【氏名】ジュン・ソク・チェ

(72)【発明者】

【氏名】ジョン・ピル・パク

【審査官】小森 重樹

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２６８５８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０５６３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／０３３８０６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１５－５１９７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５１９１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１６－００６８７２２（ＫＲ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０１７５２６０１（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／５７８

Ｈ０１Ｍ ５０／５０

Ｈ０１Ｍ ５０／５０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一面に傾斜面が形成された第１連結部と、
前記第１連結部の傾斜面に対応される形状を有する傾斜面が一面に形成された第２連結部と、を含んでなり、
前記第１連結部の傾斜面と前記第２連結部の傾斜面が、互いに接触して接触面を形成することによって、
前記第１連結部と前記第２連結部は電気的に連結され、
前記第１連結部に前記第１連結部の傾斜面方向へ一定以上の外力が加えられるか、前記第２連結部に前記第２連結部の傾斜面方向へ一定以上の外力が加えられる場合、前記接触面における前記第１連結部の傾斜面と前記第２連結部の傾斜面が互いに切り離されると共に前記第１連結部と前記第２連結部が互いに離間することで、前記第１連結部と前記第２連結部が電気的に遮断され、
前記第１連結部の外側部には、前記第１連結部が第１電池のリードと結合される第１固定部が備えられており、
前記第２連結部の外側部には、前記第２連結部が第２電池のリードと結合される第２固定部が備えられており、
前記第１固定部は、前記第１電池の前記リードの両側面のうち前記第１連結部が備えられた一側面に備えられており、
前記第２固定部は、前記第２電池の前記リードの両側面のうち前記第２連結部が備えられた一側面に備えられている、電流遮断装置。

【請求項2】

前記接触面に形成され、前記第１連結部の傾斜面と前記第２連結部の傾斜面が互いに接着されるようにする接着部をさらに含む、請求項１に記載の電流遮断装置。

【請求項3】

前記第１連結部及び前記第２連結部の上部又は下部において、前記第１連結部と前記第２連結部を前記第１連結部と前記第２連結部の下方又は上方に加圧する加圧部をさらに含む、請求項１又は２に記載の電流遮断装置。

【請求項4】

前記加圧部が前記第１連結部と前記第２連結部を加圧できるように、前記加圧部を支持する支持部をさらに含む、請求項３に記載の電流遮断装置。

【請求項5】

前記加圧部は、前記第１連結部と前記第２連結部の上部及び下部に備えられ、
前記加圧部は、前記第１連結部と前記第２連結部の下方及び上方に加圧する、請求項３又は４に記載の電流遮断装置。

【請求項6】

第１電池と、
前記第１電池と離隔されている第２電池と、
前記第１電池と前記第２電池の間に備えられた電流遮断装置とを含んでなり、
前記電流遮断装置は、
一面に傾斜面が形成された第１連結部と、
前記第１連結部の傾斜面に対応される形状を有する傾斜面が一面に形成された第２連結部、とを含み、
前記第１連結部の傾斜面と前記第２連結部の傾斜面が、互いに接触して接触面を形成することによって、
前記第１連結部と前記第２連結部は電気的に連結され、
前記第１連結部に前記第１連結部の傾斜面方向に一定以上の外力が加えられるか、前記第２連結部に前記第２連結部の傾斜面方向に一定以上の外力が加えられる場合、前記接触面における前記第１連結部の傾斜面と前記第２連結部の傾斜面が互いに分離されると同時に前記第１連結部と前記第２連結部が互いに離間することで、前記第１連結部と前記第２連結部が電気的に遮断され、
前記第１連結部の外側部には、前記第１連結部が第１電池のリードと結合される第１固定部が備えられており、
前記第２連結部の外側部には、前記第２連結部が第２電池のリードと結合される第２固定部が備えられており、
前記第１固定部は、前記第１電池の前記リードの両側面のうち前記第１連結部が備えられた一側面に備えられており、
前記第２固定部は、前記第２電池の前記リードの両側面のうち前記第２連結部が備えられた一側面に備えられている、電池モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１８年２月１２日付韓国特許出願第１０－２０１８－００１７１７４号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。

【0002】

本発明は、電流遮断装置及びその電流遮断装置を含む電池モジュールに関し、電池モジュールの安全性を向上させることができる電流遮断装置及びその電流遮断装置を含む電池モジュールに関する。

【背景技術】

【0003】

繰り返し充電及び放電が可能な二次電池の需要が増大されるにつれ、二次電池の安全性に対する重要性もまた増大されている。例えば、二次電池の単位体積当たりの容量が増加されることが要求されるが、二次電池の単位体積当たり容量が増加することによって二次電池の安全性はより弱くなりやすいため、二次電池の容量増加だけでなく二次電池の安全性も共に向上される必要がある。特に、リチウム二次電池は、過充電になる場合発火の危険が大きくなるためリチウム二次電池における安全性確保の問題は必須であると言える。

【0004】

一方、従来の技術によれば、このような二次電池内部の発火の問題等を解決するために、二次電池に充電される電解液に発火防止物質等を添加する等の技術が用いられるか、または二次電池の内部にＣＩＤ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｄｅｖｉｃｅ）のような装置を取り付ける技術が用いられている。

【0005】

しかし、従来の技術による二次電池の安全装置等は、一つの二次電池の安全性確保のための構成であるため、複数の二次電池が集まって形成された電池モジュールの場合、従来の技術による安全装置だけでは電池モジュールの安全性確保に限界があるという問題点があった。

【0006】

例えば、電池モジュールの場合、二次電池同士が電気的に連結されているため、二次電池同士の電気的な相互作用によって電池モジュール全体の温度が急激に上昇するという問題点がある。よって、二次電池の個別的な安全性とは別途に電池モジュールの次元においても安全性が確保される必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、電池モジュールにおいて二次電池同士の電気的な相互作用によって発生し得る発火を防止することで、電池モジュールの安全性が向上されるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面によれば、傾斜面が形成された第１連結部と、一面に前記第１連結部の傾斜面に対応される形状を有する傾斜面が一面に形成された第２連結部とを含んでなり、前記第１連結部の傾斜面と前記第２連結部の傾斜面は互いに接触して接触面を形成し、前記第１連結部と前記第２連結部は電気的に連結され、前記第１連結部に前記第１連結部の傾斜面方向へ一定以上の外力が加えられるか、前記第２連結部に前記第２連結部の傾斜面方向へ一定以上の外力が加えられる場合、前記接触面において前記第１連結部の傾斜面と前記第２連結部の傾斜面が互いに切り離されることで、前記第１連結部と前記第２連結部が電気的に遮断される電流遮断装置が提供される。

【0009】

前記接触面に形成され、前記第１連結部の傾斜面と前記第２連結部の傾斜面が互いに接着されるようにする接着部をさらに含んでよい。

【0010】

前記第１連結部及び前記第２連結部の上部又は下部において、前記第１連結部と前記第２連結部を前記第１連結部と前記第２連結部の下方又は上方に加圧する加圧部をさらに含んでよい。

【0011】

前記加圧部が前記第１連結部と前記第２連結部を加圧できるように、前記加圧部を支持する支持部をさらに含んでよい。

【0012】

前記加圧部は、前記第１連結部と前記第２連結部の上部及び下部に備えられ、前記加圧部は、前記第１連結部と前記第２連結部の下方及び上方に加圧できる。

【0013】

前記第１連結部の外側部及び前記第２連結部の外側部に形成され、前記第１連結部及び前記第２連結部が二次電池周縁部の一部と結合される固定部をさらに含んでよい。

【0014】

前記第１連結部及び前記第２連結部の上部又は下部において、前記第１連結部と前記第２連結部を前記第１連結部と前記第２連結部の上方又は下方に加圧する加圧部をさらに含み、前記接着部の接着強度（ｋｇｆ／ｃｍ）と前記加圧部の弾性係数（ｋｇｆ／ｃｍ）の和は、２から５ｋｇｆ／ｃｍであってよい。

【0015】

本発明の他の側面によれば、第１電池と、前記第１電池と離隔されている第２電池と、前記第１電池と前記第２電池の間に備えられた電流遮断装置とを含んでなり、前記電流遮断装置は、一面に傾斜面が形成された第１連結部と、前記第１連結部の傾斜面に対応される形状を有する傾斜面が一面に形成された第２連結部とを含み、前記第１連結部の傾斜面と前記第２連結部の傾斜面は互いに接触して接触面を形成し、前記第１連結部と前記第２連結部は電気的に連結され、前記第１連結部に前記第１連結部の傾斜面方向へ一定以上の外力が加えられるか、前記第２連結部に前記第２連結部の傾斜面方向へ一定以上の外力が加えられる場合、前記接触面において前記第１連結部の傾斜面と前記第２連結部の傾斜面が互いに切り離されることで、前記第１連結部と前記第２連結部が電気的に遮断される電池モジュールが提供される。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、電池モジュールにおいて二次電池同士の電気的な相互作用によって発生し得る発火を防止することで、電池モジュールの安全性が向上され得る。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明による電池モジュールが正常に作動している状態における電流遮断装置の構造の第１実施形態を示した斜視図である。

【図2】電池モジュールが過充電された場合、第１実施形態による電流遮断装置が電流を遮断する原理を示した斜視図である。

【図3】本発明による電池モジュールが正常に作動している状態における電流遮断装置構造の第２実施形態を示した斜視図である。

【図4】電池モジュールが過充電された場合、第２実施形態による電流遮断装置が電流を遮断する原理を示した斜視図である。

【図5】本発明による電池モジュールが正常に作動している状態における電流遮断装置構造の第３実施形態を示した斜視図である。

【図6】電池モジュールが過充電された場合、第３実施形態による電流遮断装置が電流を遮断する原理を示した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図を参照して本発明による電流遮断装置の構造を説明する。

【0019】

（電流遮断装置）
図１は、本発明による電池モジュールが正常に作動している状態における電流遮断装置の構造の第１実施形態を示した斜視図である。

【0020】

図１に示された通り、本発明による電池モジュール１０は複数の電池１００を含んでよい。複数の電池１００は二次電池であってよく、例えば、リチウム二次電池であってよい。図１には、複数の電池１００の構成として第１電池１１０及び第２電池１２０が示されている。しかし、電池モジュール１０は当然三つ以上の電池を含んでよい。一方、本発明による電池モジュールを構成する複数の電池には、それぞれリード２００が備えられてよい。図１には、第１電池１１０及び第２電池１２０にそれぞれ第１リード２１０及び第２リード２２０が備えられた場合が示されている。

【0021】

一方、第１電池１１０及び第２電池１２０の間には電流遮断装置３００が備えられてよい。

【0022】

図１に示された通り、本発明の第１実施形態による電流遮断装置３００は傾斜面に形成された複数の連結部を含んでよい。すなわち、図１に示された通り、本発明の第１実施形態による電流遮断装置３００は、一面に傾斜面（ＳＬ、図２参照）が形成された第１連結部３０２及び第１連結部３０２の傾斜面に対応される傾斜面が形成された第２連結部３０４を含んでよい。このとき、傾斜面が互いに対応されるというのは傾斜面が向かい合うということを意味してよい。また、第１連結部３０２の傾斜面と第２連結部３０４の傾斜面の模様及び大きさは、互いに同一であってよい。

【0023】

また、第１連結部３０２は、第１電池１１０と連結及び固定されていてよく、第２連結部３０４は、第２電池１２０に連結及び固定されていてよい。このために、第１連結部３０２の外側部には、第１連結部３０２が第１電池１１０の周縁部の一部と結合される第１固定部３４２が備えられてよく、第２連結部３０４の外側部には、第２連結部３０４が第２電池１２０の周縁部の一部と結合される第２固定部３４４が備えられてよい。図１に示された通り、第１固定部３４２は、第１電池１１０の両側面のうち第１連結部３０２が備えられた一側面に備えられてよく、第２固定部３４４は、第２連結部３０４が備えられた一側面に備えられてよい。また、第１固定部３４２は、第１電池１１０の第１リード２１０と結合されてよく、第２固定部３４４は、第２電池１２０の第２リード２２０と結合されてよい。また、図面に示されていないが、第１固定部３４２が第１電池１１０の周縁部が結合される面の少なくとも一部には、接着性物質が塗布されてよく、第２固定部３４４と第２電池１２０の周縁部が結合される面の少なくとも一部には、接着性物質が塗布されてよい。

【0024】

第１連結部３０２及び第２連結部３０４は、それぞれ第１電池１１０及び第２電池１２０と連結されてよく、第１連結部３０２及び第２連結部３０４の傾斜面は、互いに接触して接触面を形成してよい。また、第１連結部３０２と第２連結部３０４の間には、第１連結部３０２の傾斜面と第２連結部３０４の傾斜面が互いに接着されるように接着力を有する接着部３１０が形成されてよいが、本明細書及び特許請求の範囲では、第１連結部３０２と第２連結部３０４の間に接着部が備えられた場合にも第１連結部３０２及び第２連結部３０４の傾斜面が互いに接触するものと解釈されなければならない。

【0025】

第１連結部３０２と第２連結部３０４は、互いに電気的に連結されてよい。このとき、電気的に連結されるというのは、第１連結部３０２と第２連結部３０４の間に電流が流れる状態であることを意味してよい。第１連結部３０２と第２連結部３０４が電気的に連結されるために接着部３１０は電気伝導性を有する物質を含んでよい。

【0026】

図１に示された通り、本発明の第１実施形態による電流遮断装置３００は、普段には第１電池１１０と第２電池１２０の間に備えられることで、第１電池１１０が第２電池１２０を電気的に連結できる。

【0027】

一方、電池モジュールを構成する複数の電池のうち一部又は全部が過充電される場合、電池内電解液の気化及び電極組立体の厚さの増加等によって過充電された電池が膨張するようになる。

【0028】

図２は、電池モジュールが過充電された場合、第１実施形態による電流遮断装置が電流を遮断する原理を示した斜視図である。

【0029】

図２を参照すれば、第１電池１１０が膨張した場合、第１電池１１０は、第１連結部３０２に第１連結部３０２の傾斜面方向に外力を加えるようになり、第２電池１２０が膨張した場合、第２電池１２０は、第２連結部３０４に第２連結部３０４の傾斜面方向に外力を加えるようになる。

【0030】

第１連結部３０２又は第２連結部３０４にそれぞれ第１連結部３０２の傾斜面又は第２連結部３０４の傾斜面方向に外力が加えられる場合、そのような外力が一定の大きさ未満の場合には、第１連結部３０２及び第２連結部３０４を含めた電流遮断装置３００に変形が発生しない。第１連結部３０２の傾斜面及び第２連結部３０４の傾斜面の間に接着部３１０による接着力が存在するからである。

【0031】

しかし、第１連結部３０２又は第２連結部３０４に作用する外力が一定の大きさ以上となる場合、第１連結部３０２の傾斜面と第２連結部３０４の傾斜面との接着力だけでは、第１連結部３０２と第２連結部３０４との接着を維持できなくなる。よって、図２に示された通り、第１連結部３０２の傾斜面と第２連結部３０４の傾斜面が互いに切り離されるようになり、結局第１連結部３０２と第２連結部３０４の間は電気的に遮断されるようになる。これで、第１電池１１０と第２電池１２０の間にも電気的に遮断され電池モジュール１０の作動が中止される。

【0032】

図３は、本発明による電池モジュールが正常に作動している状態における電流遮断装置構造の第２実施形態を示した斜視図である。

【0033】

本発明の第２実施形態による電流遮断装置もまた第１連結部３０２と第２連結部３０４に一定の大きさ以上の外力が作用する場合、第１連結部３０２の傾斜面（ＳＬ、図４参照）と第２連結部３０４の傾斜面が互いに切り離されることで、第１連結部３０２と第２連結部３０４の間に電気的に遮断されるようにするという点では、本発明の第１はい及び第２実施形態による電流遮断装置は互いに類似している。しかし、そのような原理を具現するための細部的な構成の側面において本発明の第２実施形態による電流遮断装置は、本発明の第１実施形態による電流遮断装置と異なっている。下記では、本発明の第１実施形態による電流遮断装置との差を中心に本発明の第２実施形態による電流遮断装置を説明する。

【0034】

図３に示された通り、本発明の第２実施形態による電流遮断装置３００は、第１連結部３０２及び第２連結部３０４の上部又は下部に備えられ、第１連結部３０２と第２連結部３０４を下方又は上方に加圧する加圧部３２０を含んでよい。例えば、図３に示された通り、加圧部は、第１連結部３０２と第２連結部３０４の上部及び下部に備えられてよく、第１連結部３０２と第２連結部３０４の上部に備えられた加圧部３２０は、第１連結部３０２と第２連結部３０４を下方に加圧してよく、第１連結部３０２と第２連結部３０４の下部に備えられた加圧部３２０は、第１連結部３０２と第２連結部３０４を上方に加圧してよい。このとき、加圧部３２０は弾性を有する構成であってよい。例えば、加圧部３２０はバネ構造を有してよい。

【0035】

一方、第１連結部３０２又は第２連結部３０４を加圧するために、加圧部は他の構成によって支持される必要がある。このために、本発明の第２実施形態による電流遮断装置３００は、加圧部３２０が第１連結部３０２と第２連結部３０４を加圧できるように加圧部３２０を支持する支持部３３０を含んでよい。

【0036】

このとき、図３に示された通り、加圧部３２０が第１連結部３０２と第２連結部３０４の上部及び下部に備えられる場合、支持部３３０は、第１連結部３０２と第２連結部３０４の下部に備えられた加圧部３２０を支持するように、加圧部３２０の下部に備えられた第１支持部３３２及び第１連結部３０２と第２連結部３０４の上部に備えられた加圧部３２０を支持するよう、加圧部３２０の上部に備えられた第２支持部３３４を含んでよい。

【0037】

図４は、電池モジュールが過充電された場合、第２実施形態による電流遮断装置が電流を遮断する原理を示した斜視図である。

【0038】

図４を参照すれば、第１電池１１０が膨張した場合、第１電池１１０は第１連結部３０２に第１連結部３０２の傾斜面方向に外力を加えるようになり、第２電池１２０が膨張した場合、第２電池１２０は第２連結部３０４に第２連結部３０４の傾斜面方向に外力を加えるようになる。

【0039】

第１連結部３０２又は第２連結部３０４にそれぞれ第１連結部３０２の傾斜面又は第２連結部３０４の傾斜面方向に外力が加えられる場合、そのような外力が一定の大きさ未満の場合には、第１連結部３０２及び第２連結部３０４を含めた電流遮断装置３００に変形が発生しない。第１連結部３０２と第２連結部３０４の上方又は下方に加圧部３２０が第１連結部３０２及び第２連結部３０４を加圧し、第１連結部３０２の傾斜面と第２連結部３０４の傾斜面の間に静止摩擦力が作用するからである。

【0040】

しかし、第１連結部３０２又は第２連結部３０４に作用する外力が一定の大きさ以上となる場合、第１連結部３０２の傾斜面と第２連結部３０４の傾斜面との静止摩擦力だけでは、第１連結部３０２と第２連結部３０４との接触関係を維持できなくなる。よって、図４に示された通り、第１連結部３０２の傾斜面と第２連結部３０４の傾斜面が互いに切り離されるようになり、結局第１連結部３０２と第２連結部３０４の間は電気的に遮断されるようになる。これで、第１電池１１０と第２電池１２０の間にも電気的に遮断されて電池モジュール１０の作動が中止される。

【0041】

図５は、本発明による電池モジュールが正常に作動している状態における電流遮断装置構造の第３実施形態を示した斜視図であり、図６は、電池モジュールが過充電された場合、第３実施形態による電流遮断装置が電流を遮断する原理を示した斜視図である。

【0042】

本発明の第３実施形態による電流遮断装置３００は、前述した本発明の第１実施形態による電流遮断装置の接着部３１０、及び本発明の第２実施形態による電流遮断装置の加圧部３２０及び支持部３３０が結合された形態であってよい。本発明の第３実施形態による電流遮断装置３００における接着部３１０、加圧部３２０及び支持部３３０に対する説明は、本発明の第１実施形態及び第２実施形態による電流遮断装置に対する説明で代替する。

【0043】

一方、本発明の第１実施形態から第３実施形態による電流遮断装置は、何れも外部から一定の大きさ以上の外力が作用した時に第１連結部の傾斜面と第２連結部の傾斜面が互いに切り離されるようにすることで、第１連結部と第２連結部の電気的連結を遮断するものであるため、第１連結部と第２連結部の電気的連結が遮断される時の外力の大きさは、接着部における接着強度又は加圧部が第１連結部及び第２連結部を加圧する強度に依存してよい。特に、加圧部が弾性を有する場合、加圧部が第１連結部及び第２連結部を加圧する強度は、加圧部全体に対する弾性係数に依存すると言える。このとき、複数の加圧部が備えられる場合、加圧部全体に対する弾性係数は、電流遮断装置に備えられた加圧部全体が単位長さ程変形されるのに必要な力の大きさとして定義されてよい。

【0044】

ところが、本発明による電流遮断装置において接着部の接着強度又は加圧部全体に対する弾性係数が非常に大きい場合には、電気的な遮断が発生する外力の大きさがあまりにも大きくなるため、電気的な遮断が起こらなければならないものの、電気的な遮断が起こらなくなり、電池モジュールの安全性が確保されないという問題点がある。

【0045】

一方、電池が膨張する現象は、過充電状態だけでなく、電池が高温で保存されている状態の時にも起こり得る。ところが、電池が単に高温で保存されている時は、電池の発火可能性が低いため電流を遮断する必要がない。ところが、本発明による電流遮断装置において接着部の接着強度又は加圧部全体に対する弾性係数が非常に小さい場合には、電池又は電池モジュールが単に高温で保存されているだけの時にも電流の遮断が起こるようになり、電池モジュールの不良率が高くなるという問題点がある。よって、電池モジュールの安全性が確保されつつ同時に電池モジュールの不良率を最小化するためには、電流遮断装置の製造及び電池モジュールの製造時に接着部の接着強度又は加圧部全体に対する弾性係数を一定の範囲内で適切に設定する必要がある。

【0046】

（実施例）
下記では、実施例及び実験例を介して本発明の内容をより詳細に説明する。しかし、実施例及び実験例は、本発明の説明のための例示に過ぎず、本発明の範囲が実施例及び実験例によって限定されるのではない。

【0047】

（実施例１）
本発明の実施例１では、電流遮断装置に加圧部を用いた。加圧部全体に対する弾性係数は３ｋｇｆ／ｃｍであった。

【0048】

実施例１による電流遮断装置を電池モジュールに取り付けて電池モジュールを製造した後、電池モジュールを過充電するか又は電池モジュールを高温状態で保存し、電流遮断装置の作動可否を測定した。

【0049】

（実施例２）
本発明の実施例２では、電流遮断装置に加圧部を用いた。加圧部全体に対する弾性係数は５ｋｇｆ／ｃｍであった。

【0050】

実施例２による電流遮断装置を電池モジュールに取り付けて電池モジュールを製造した後、電池モジュールを過充電するか又は電池モジュールを高温状態で保存し、電流遮断装置の作動可否を測定した。実施例２における電池モジュールの過充電条件及び電池モジュールの高温状態での保存条件は、実施例１と同一である。

【0051】

（実施例３）
本発明の実施例３では、電流遮断装置に接着部及び加圧部を共に用いた。接着部の接着強度は１ｋｇｆ／ｃｍであり、加圧部全体に対する弾性係数は１ｋｇｆ／ｃｍであった。一方、接着部の接着強度は、両構成が接着面で接着された後、両構成を引張した際に接着面で両構成を単位長さ程引張した際に必要な力の大きさとして定義される。

【0052】

実施例３による電流遮断装置を電池モジュールに取り付けて電池モジュールを製造した後、電池モジュールを過充電するか又は電池モジュールを高温状態で保存し、電流遮断装置の作動可否を測定した。実施例３における電池モジュールの過充電条件及び電池モジュールの高温状態での保存条件は、実施例１と同一である。

【0053】

（実施例４）
本発明の実施例４では、電流遮断装置に接着部及び加圧部を共に用いた。接着部の接着強度は１ｋｇｆ／ｃｍであり、加圧部全体に対する弾性係数は３ｋｇｆ／ｃｍであった。

【0054】

実施例４による電流遮断装置を電池モジュールに取り付けて電池モジュールを製造した後、電池モジュールを過充電するか又は電池モジュールを高温状態で保存し、電流遮断装置の作動可否を測定した。実施例４における電池モジュールの過充電条件及び電池モジュールの高温状態での保存条件は、実施例１と同一である。

【0055】

（実施例５）
本発明の実施例５では、電流遮断装置に接着部を用いた。接着部の接着強度は２ｋｇｆ／ｃｍであった。

【0056】

実施例５による電流遮断装置を電池モジュールに取り付けて電池モジュールを製造した後、電池モジュールを過充電するか又は電池モジュールを高温状態で保存し、電流遮断装置の作動可否を測定した。実施例５における電池モジュールの過充電条件及び電池モジュールの高温状態での保存条件は、実施例１と同一である。

【0057】

（実施例６）
本発明の実施例６では、電流遮断装置に接着部及び加圧部を共に用いた。接着部の接着強度は２ｋｇｆ／ｃｍであり、加圧部全体に対する弾性係数は２ｋｇｆ／ｃｍであった。

【0058】

実施例６による電流遮断装置を電池モジュールに取り付けて電池モジュールを製造した後、電池モジュールを過充電するか又は電池モジュールを高温状態で保存し、電流遮断装置の作動可否を測定した。実施例６における電池モジュールの過充電条件及び電池モジュールの高温状態での保存条件は、実施例１と同一である。

【0059】

（比較例１）
比較例１では、電流遮断装置に加圧部を用いた。加圧部全体に対する弾性係数は１ｋｇｆ／ｃｍであった。

【0060】

比較例１による電流遮断装置を電池モジュールに取り付けて電池モジュールを製造した後、電池モジュールを過充電するか又は電池モジュールを高温状態で保存し、電流遮断装置の作動可否を測定した。比較例１における電池モジュールの過充電条件及び電池モジュールの高温状態での保存条件は、実施例１と同一である。

【0061】

（比較例２）
比較例２では、電流遮断装置に加圧部を用いた。加圧部全体に対する弾性係数は７ｋｇｆ／ｃｍであった。

【0062】

比較例２による電流遮断装置を電池モジュールに取り付けて電池モジュールを製造した後、電池モジュールを過充電するか又は電池モジュールを高温状態で保存し、電流遮断装置の作動可否を測定した。比較例２における電池モジュールの過充電条件及び電池モジュールの高温状態での保存条件は、実施例１と同一である。

【0063】

（比較例３）
比較例３では、電流遮断装置に接着部を用いた。接着部の接着強度は１ｋｇｆ／ｃｍであった。

【0064】

比較例３による電流遮断装置を電池モジュールに取り付けて電池モジュールを製造した後、電池モジュールを過充電するか又は電池モジュールを高温状態で保存し、電流遮断装置の作動可否を測定した。比較例３における電池モジュールの過充電条件及び電池モジュールの高温状態での保存条件は、実施例１と同一である。

【0065】

（比較例４）
比較例４では、電流遮断装置に接着部及び加圧部を共に用いた。接着部の接着強度は１ｋｇｆ／ｃｍであり、加圧部全体に対する弾性係数は５ｋｇｆ／ｃｍであった。

【0066】

比較例４による電流遮断装置を電池モジュールに取り付けて電池モジュールを製造した後、電池モジュールを過充電するか又は電池モジュールを高温状態で保存し、電流遮断装置の作動可否を測定した。比較例４における電池モジュールの過充電条件及び電池モジュールの高温状態での保存条件は、実施例１と同一である。

【0067】

（比較例５）
比較例５では、電流遮断装置に接着部及び加圧部を共に用いた。接着部の接着強度は２ｋｇｆ／ｃｍであり、加圧部全体に対する弾性係数は５ｋｇｆ／ｃｍであった。

【0068】

比較例５による電流遮断装置を電池モジュールに取り付けて電池モジュールを製造した後、電池モジュールを過充電するか又は電池モジュールを高温状態で保存し、電流遮断装置の作動可否を測定した。比較例５における電池モジュールの過充電条件及び電池モジュールの高温状態での保存条件は、実施例１と同一である。

【0069】

（実験例１）
実験例１では実施例１から６及び比較例１から５によって製造された電池モジュールを過充電した後、電流遮断装置が電流を遮断したか否かを測定した。

【0070】

電池モジュールの過充電条件は次の通りである。充電状態（ＳＯＣ、ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）が１００％である時の電圧が４．２Ｖの電池５個を直列連結した電池モジュールを５０％程過充電し、電池モジュール全体の電圧が３１．５Ｖ（４．２Ｖ＊５＊１．５）となるようにした。電池モジュールの過充電時の一定電流（ｃｏｎｓｔａｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）が流れるようにした状態で１時間充電した。

【0071】

（実験例２）
実験例２では、実施例１から６及び比較例１から５によって製造された電池モジュールを高温状態に保存した後、電流遮断装置が電流を遮断したか否かを測定した。

【0072】

電池モジュールの高温状態での保存条件は次の通りである。実施例２で電池モジュールの充電状態（ＳＯＣ）が１００％となるように充電した後、摂氏６０度のチャンバーで８週間保存した。

【0073】

実施例及び比較例の電池モジュールに対して実験例１及び実験例２を進行した後、その結果を検討すれば下記の表１の通りである。

【0074】

【表1】

【0075】

前記表１を参考すれば、実施例１から６において接着部の接着強度と加圧部全体に対する弾性強度の和は、それぞれ３ｋｇｆ／ｃｍ、５ｋｇｆ／ｃｍ、２ｋｇｆ／ｃｍ、４ｋｇｆ／ｃｍ、２ｋｇｆ／ｃｍ及び４ｋｇｆ／ｃｍであり、このとき、実験例１の電流遮断装置では電流の遮断が起こり、実験例２の電流遮断装置では電流の遮断が起こらなかった。

【0076】

前述の通り、本発明による電流遮断装置において接着部の接着強度又は加圧部全体に対する弾性係数が非常に大きい場合には、電気的な遮断が発生する外力の大きさが極めて大きくなるため、電気的な遮断が起こらなければならないものの、電気的な遮断が起こらなくなり、電池モジュールの安全性が確保されず、本発明による電流遮断装置において接着部の接着強度又は加圧部全体に対する弾性係数が非常に小さい場合には、電池又は電池モジュールが単に高温で保存されているだけの時にも電流の遮断が起こるようになり、電池モジュールの不良率が高くなるという問題点がある。ところが、実施例１から６の場合、表１に記載された通り、電気的な遮断が起こらなければならない時には電気的な遮断が起こることで電池モジュールの安全性が確保され、電池モジュールが高温保存状態にある場合には電気的な遮断が起こらないことで電池モジュールに不良が発生していないことが確認できる。

【0077】

一方、比較例１及び３の場合、接着部の接着強度又は加圧部全体に対する弾性強度が１ｋｇｆ／ｃｍであるが、この場合、実験例１では電気的な遮断が起こることで電池モジュールの安全性は確保したが、電池モジュールが高温保存状態にある場合にも電気的な遮断が起こることで電池モジュールに不良が発生したことが確認できる。

【0078】

また、比較例２、４及び５の場合、接着部の接着強度と加圧部全体に対する弾性強度は、それぞれ７ｋｇｆ／ｃｍ、６ｋｆｇ／ｃｍ、７ｋｆｇ／ｃｍであるが、この場合、実験例２では電池モジュールが高温保存状態にある場合、電気的な遮断が起こらなかったため電池モジュールに不良が発生していないが、実験例１において過充電状態で電気的な遮断が起こらないことで電池モジュールの安全性が確保されていないことが確認できる。

【0079】

したがって、本発明による電流遮断装置は、接着部の接着強度と加圧部全体に対する弾性強度の和が２から５ｋｇｆ／ｃｍの場合、電池モジュールの安全性を確保しつつ同時に電池モジュールの不良問題も解決できることが確認できる。

【0080】

以上で本発明は、たとえ限定された実施形態と図面によって説明されたが、本発明は、これによって限定されず、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者により、本発明の技術思想と、下記に記載される特許請求の範囲の均等範囲内で多様な実施が可能なことは勿論である。

【符号の説明】

【0081】

１０ 電池モジュール
１００ 電池
１１０ 第１電池
１２０ 第２電池
２００ リード
２１０ 第１リード
２２０ 第２リード
３００ 電流遮断装置
３０２ 結局第１連結部
３０２ 第１連結部
３０４ 第２連結部
３１０ 接着部
３２０ 加圧部
３３０ 支持部
３３２ 第１支持部
３３４ 第２支持部
３４２ 第１固定部
３４４ 第２固定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】