蓄电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够以简单的结构低成本地检测外包装部件的膨胀且安全性优异的蓄电装置。蓄电装置（1）包括蓄电元件（10）、收容蓄电元件（10）的外包装部件（20）和配置在外包装部件（20）的膨胀面（21）上的变形传感器（30）。变形传感器（30）包括：传感器膜（32），其具有由弹性体或树脂构成的母材和填充在该母材中的导电性填料，且随着外包装部件（20）的膨胀而弯曲变形；以及至少一对电极（33a、33b），其与传感器膜（32）相连接。在传感器膜（32）内，由该导电性填料彼此的接触而形成有三维的导电路径。随着传感器膜（32）从自然状态起变形的变形量增加，电阻增加。根据电阻的随着传感器膜（32）的弯曲变形的变化，检测蓄电装置（1）的外包装部件（20）的膨胀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种二次电池、电容器等蓄电装置。
技术介绍
在便携式电话、个人计算机、数码相机等电子设备中，使用有能反复充放电的二次电池。另外，在用于防止瞬时电压下降的蓄电系统、搭载在电动汽车或混合动力电动汽车中的蓄电系统等中，需要能量容量大且能够快速充放电的蓄电装置。作为这种蓄电装置，例如可以举出锂离子二次电池、双电层电容器等。通常，二次电池、电容器等蓄电装置具有隔着隔膜层叠正极和负极而形成的电极层叠体。电极层叠体与电解质溶液一起被封入在金属外壳、层叠膜等外包装部件中。在蓄电装置中，有时因过充电或反复充放电而使电解质溶液分解，产生气体。由此，有可能导致容量下降，装置寿命缩短。另外，当内部压力因产生的气体而上升时，外包装部件会膨胀，也有可能影响安全性。因此，例如采用有如下方法:测量蓄电装置的温度、电流、电压等，在这些物理量超过了规定值时，中断充电。另外，提出了一种具有用于检测外包装部件的膨胀的传感器的二次电池(例如参照专利文献I 3)。专利文献1:日本特开2009 - 76265号公报专利文献2:日本特开2005 - 251470号公报专利文献3:日本特开平6 - 52901号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题采用上述专利文献I的二次电池，通过在壳体与二次电池之间配置当施加压力时会使电阻减小的过电流保护元件，来检测二次电池的膨胀。另外，作为用于检测二次电池的膨胀的传感器，在上述专利文献2中公开了通过按压于外包装部件而通电的机械式开关，在上述专利文献3中公开了应变仪。但是，在像外包装部件由层叠膜构成的情况那样外包装部件是低刚性的情况下，来自内部的力容易分散，按压于被配置在外包装部件的外部的构件的力较小。因此，对于以往的传感器，难以准确地检测外包装部件的膨胀。本专利技术是鉴于上述这样的实际情况而做成的，其要解决的课题在于，提供一种能够以简单的结构低成本地检测外包装部件的膨胀且安全性优异的蓄电装置。用于解决问题的方案( I)本专利技术的蓄电装置的特征在于，包括蓄电元件、收容该蓄电元件的外包装部件和配置在该外包装部件的膨胀面上的变形传感器，该变形传感器包括:传感器膜，其具有由弹性体或树脂构成的母材和以30vol%以上的填充率填充在该母材中的导电性填料，且随着该外包装部件的膨胀而弯曲变形；以及至少一对电极，其与该传感器膜相连接，在该传感器膜内，由该导电性填料彼此的接触而形成三维的导电路径，随着该传感器膜从自然状态起变形的变形量增加，电阻增加，根据电阻的与该传感器膜的弯曲变形相对应的变化，检测该外包装部件的膨胀。本专利技术的蓄电装置中的蓄电元件包含构成二次电池、电容器等的正极、负极的层叠体和电解质等。另外，膨胀面是在外包装部件的内侧产生了气体时，在气体压力的作用下能向外侧鼓出的面。本专利技术的蓄电装置中的变形传感器包括将弹性体或树脂作为母材的传感器膜。因此，变形传感器的加工性优异，形状设计的自由度较高。所以，能够沿着外包装部件的膨胀面的形状配置变形传感器。由此，能够更加准确地检测外包装部件的膨胀。另外，传感器膜配置在外包装部件的膨胀面上。传感器膜由膨胀面的位移而弯曲变形。也就是说，由外包装部件的膨胀产生的位移直接输入到传感器膜。因而，即使在例如像膨胀的初期阶段那样外包装部件的位移较小的情况下，也会易于检测外包装部件的膨胀。传感器膜中的导电性填料的填充率是将传感器膜的体积设为100vol%的情况下的值。由于以30vol%以上的高填充率填充导电性填料，所以在自然状态(未变形的状态)下的传感器膜，由导电性填料彼此的接触而形成三维的导电路径。当传感器膜发生变形时，导电性填料彼此相互推斥，导电性填料的接触状态发生变化。并且，随着导电性填料彼此的接触断开，导电路径被切断，电阻增加。当传感器膜复原为自然状态时，恢复到导电性填料的接触状态，电阻减少。这样，采用本专利技术的蓄电装置，能够根据电阻的与传感器膜的弯曲变形相对应的变化，检测外包装部件的膨胀。因而，蓄电装置的安全性提高。另外，根据外包装部件的膨胀状况控制充放电，由此，能够实现蓄电装置的高寿命化。另外，在本专利技术的蓄电装置中，传感器膜不必一定以自然状态配置。例如，也可以以预先产生有弯曲变形的状态配置。另外，在传感器膜的与外包装部件的膨胀相对应的弯曲变形中，包含从自然状态起弯曲和从弯曲状态起复原为自然状态这两种情况。(2)优选的是，在上述(I)的结构中，上述传感器膜从上述外包装部件的上述膨胀面的一端遍及到另一端地配置。采用本结构，传感器膜从膨胀面的一端遍及到另一端地配置。因此，易于无遗漏地检测外包装部件的膨胀。另外，采用本结构，可以将变形传感器配置在膨胀面上。因此，容易制造蓄电装置。另外，将变形传感器形成为片状，由此，即使将变形传感器配置在膨胀面上，也不会导致蓄电装置大型化。因此，即使在使多个蓄电装置层叠而模块化的情况下，也能节省空间。在本结构中，可以将传感器膜配置在膨胀面的一部分，也可以将传感器膜配置为覆盖整个膨胀面。另外，膨胀面的中央附近的部分容易膨胀。也就是说，在膨胀面的中央附近，外包装部件的位移较大。因此，在将传感器膜配置在膨胀面的一部分的情况下，最好将传感器膜配置为覆盖膨胀面的中央附近的部分。(3)优选的是，在上述(I)的结构中，上述变形传感器具有供上述传感器膜配置的基材，该传感器膜配置为位于上述外包装部件的上述膨胀面侧，该蓄电装置还具有变形输入构件，该变形输入构件配置在该基材侧，随着该外包装部件膨胀，该变形输入构件在其与该外包装部件之间按压该传感器膜，从而增加该传感器膜的弯曲变形量。在本结构中，变形传感器的传感器膜的至少一部分夹装在外包装部件与变形输入构件之间。当外包装部件膨胀时，传感器膜被变形输入构件按压而弯曲变形。也就是说，在本结构中，传感器膜主要通过与变形输入构件的抵接而弯曲变形。因而，与仅通过外包装部件的膨胀而使传感器膜弯曲变形的情况相比，传感器膜的弯曲变形量增大。由此，电阻的相对于外包装部件的位移的增加变大。也就是说，变形传感器的灵敏度增高。因而，即使在膨胀面的位移较小的情况下，也能检测外包装部件的膨胀。如上所述，膨胀面的中央附近的部分容易膨胀。因此，当将传感器膜配置为覆盖膨胀面的中央附近的部分时，来自变形输入构件的按压力更易于施加于传感器膜。由此，传感器膜的弯曲变形量增大。因而，能够进一步提高变形传感器的灵敏度。变形输入构件可以直接配置于外包装部件，也可以配置于其他构件。例如，在蓄电装置还具有壳体的情况下，可以将变形输入构件配置于该壳体。另外，在外包装部件膨胀前的状态下，变形输入构件与变形传感器可以相接触，也可以不接触。在外包装部件膨胀前的状态下，变形输入构件与变形传感器相接触的情况下，更易于检测外包装部件的初期的膨胀。(4)优选的是，在上述(3)的结构中，上述变形输入构件是具有与上述变形传感器抵接的曲面部的棒构件或绳构件，该棒构件或绳构件配置为与该变形传感器交叉。采用本结构，使用棒构件或绳构件作为变形输入构件。棒构件或绳构件配置为与变形传感器交叉。由此 ，能够以简单的结构可靠地对传感器膜输入弯曲变形。( 5)优选的是，在上述(I)的结构中，上述外包装部件的上述膨胀面具有凹部，上述传感器膜以沿着该凹部发生了弯曲变形的状态配置。采用本结构，传感器膜以弯曲变形后的状态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：村山胜，村松笃，斋藤雄纪，
申请(专利权)人：东海橡塑工业株式会社，
类型：
国别省市：