CN118104057A - 电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供具有在具有相对较高的耐久性的同时在开裂时能够将电池(1)的内部的气体高效地排出的安全阀(开裂阀(80))的电池(1)。电池(1)包括充放电体(10)、收纳充放电体(10)的外装体(50)和设置在外装体(50)在外装体(50)的内部的压力达到规定的值以上时从外装体(50)的内部向外部打开的安全阀(开裂阀(80))。开裂阀(80)的厚度薄于外装体(50)的厚度。开裂阀(80)的与外装体(50)相连的环状的缘部(81)包括呈圆弧形形成的第1缘部(81a)和半径比第1缘部(81a)大地形成或呈线状形成的第2缘部(81b)。至少第1缘部(81a)设有槽。
Description
技术领域
本发明涉及电池。
背景技术
一直以来,已知有当电池的内部的压力达到规定的值以上时从内部向外部打开,从电池排出气体的安全阀(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2012/111742号
发明内容
发明要解决的技术问题
近年来,电池的安全阀被要求具有相对高的耐久性并且在开裂时使电池的内部的气体高效地排出。
用于解决技术问题的手段
本发明的电池包括:充放电体;收纳上述充放电体的外装体;和安全阀,其设置于上述外装体,在上述外装体的内部的压力达到规定的值以上时从上述外装体的上述内部向外部打开。上述安全阀的厚度薄于上述外装体的厚度。上述安全阀的与上述外装体相连的环状的缘部包括形成为圆弧形的第1缘部和形成为线状或半径比上述第1缘部大的第2缘部,至少上述第1缘部设有槽。
发明的效果
本发明能够提供具有能够具有相对高的耐久性并且在开裂时使电池的内部的气体高效地排出的安全阀的电池。
附图说明
图1是表示第1实施方式的电池1的立体图。
图2是表示第1实施方式的电池1的负极端子42的周边的截面立体图。
图3是表示第1实施方式的电池1的负极端子42的周边的截面图。
图4是表示第1实施方式的电池1的正极端子41的周边的截面立体图。
图5是表示第1实施方式的电池1的正极端子41的周边的截面图。
图6是表示第1实施方式的电池1的分解立体图。
图7是表示第1实施方式的电池1的充放电体10的立体图。
图8是表示第1实施方式的电池1的充放电体10的一部分的截面图。
图9是表示第1实施方式的电池1的变形例的充放电体110的一部分的截面图。
图10是表示第1实施方式的电池1的负极端子42的周边的分解立体图。
图11是表示第1实施方式的电池1的盖52和密封栓53的分解立体图。
图12是表示第1实施方式的电池1的正极端子41的周边的分解立体图。
图13是从充放电体10一侧表示第1实施方式的电池1的开裂阀80的周边的立体图。
图14是表示第1实施方式的电池1的开裂阀80的周边的截面图。
图15是模拟第1实施方式的电池1的开裂阀80的变形并从充放电体10一侧进行表示的立体图。
图16是模拟表示第1实施方式的电池1的开裂阀80的变形的截面图。
图17是模拟第1实施方式的电池1的开裂阀80的变形并从充放电体10一侧进行表示的俯视图。
图18是表示第2实施方式的电池2的开裂阀180的周边的截面图。
图19是表示第3实施方式的电池3的开裂阀280的周边的截面图。
图20是表示第4实施方式的电池4的开裂阀380的周边的截面图。
图21是表示第4实施方式的变形例1的电池5的开裂阀480的周边的截面图。
图22是从充放电体10一侧表示第5实施方式的电池6的开裂阀580的周边的立体图。
具体实施方式
参照附图对本发明的各个实施方式进行说明。为了使各个实施方式理解起来容易,在各个实施方式中,对相同的构成要素标注相同的附图标记,省略重复的说明。在各个实施方式中,使用以X轴、Y轴和Z轴为坐标轴的左手系的XYZ正交坐标系。X轴、Y轴和Z轴的各轴的箭头符号表示坐标轴的正方向。X轴是长方体形状的电池的长边方向的坐标轴。Y轴是电池的短边方向的坐标轴。Z轴是电池的高度方向的坐标轴。将由X轴和Y轴构成的平面称为XY平面,将由Y轴和Z轴构成的平面称为YZ平面,将由X轴和Z轴构成的平面称为XZ平面。但是,在XYZ正交坐标系中表示的位置关系只不过是相对的位置关系。
[第1实施方式]
(第1实施方式的电池1的结构)
参照图1至图14对第1实施方式的电池1的结构进行说明。
电池1例如如图1至图14所示的那样,包括:用于进行充放电的充放电体10;与充放电体10连接的集电体20;与集电体20连接的电流阻断体30;与集电体20或电流阻断体30连接的外部端子40;和用于收纳或安装电池1的构成部件的外装体50。此外,电池1包括:用于将电池1的构成部件与外装体50绝缘的绝缘体60;用于将电池1的构成部件与外装体50密封的密封体70;和从外装体50的内部向外部排出气体的开裂阀80(安全阀)。
充放电体10能够进行充放电。图2至图8所示的充放电体10包括正极11、负极12、隔膜13(绝缘部件)和电解质14。充放电体10如图7所示的那样,通过将以正极11、隔膜13、负极12、隔膜13的顺序层叠的构成部件呈长方体形状卷绕而构成。
正极11例如如图7和图8所示的那样,包括长条形的正极集电层11S(集电箔)和与正极集电层11S接合的正极活性物质层11T。正极集电层11S包括集电部11a和正极耳片11b。集电部11a卷绕。正极活性物质层11T与集电部11a接合。正极活性物质层11T如图8所示的那样,例如与集电部11a的沿着短边方向(Z轴方向的整个区域相对。
正极耳片11b例如如图7和图8所示的那样,从集电部11a的沿着长边方向(卷绕方向)的侧缘11c向集电部11a的短边方向伸出。正极耳片11b与集电部11a一体地形成。在1个集电部11a形成有多个正极耳片11b。
正极耳片11b由所谓的不等间距构成。即,相比在离集电部11a的卷绕开始的一个端部11p近的一侧相邻的正极耳片11b,在离集电部11a的卷绕结束的另一个端部11q近的一侧相邻的正极耳片11b的、沿卷绕方向相邻的正极耳片11b的间隔相对的更长地构成。所有正极耳片11b均在卷绕了集电部11a的状态下重叠。
正极耳片11b既可以与集电部11a一体也可以与集电部11a分体地形成。多个端子部设置在沿着集电部11a的卷绕方向(长边方向)的侧缘(至少一个侧缘)。
正极11的集电部11a例如由铝或铝合金形成。正极活性物质层11T含有由含锂复合氧化物构成的正极活性物质、粘合剂和导电助剂等。含锂复合氧化物例如使用镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)那样的金属元素和锂(Li)。
负极12例如如图7和图8所示的那样,包括长条形的负极集电层12S(集电箔)和与负极集电层12S接合的负极活性物质层12T。负极集电层12S包括集电部12a和负极耳片12b。负极12的集电部12a如图8所示的那样,与正极11的集电部11a相比,沿着短边方向(Z轴方向)的宽度较长。正极11的集电部11a的沿着短边方向的两端,隔着隔膜13位于负极12的集电部12a的沿着短边方向的范围内。负极活性物质层12T与集电部12a接合。负极活性物质层12T例如与集电部12a的沿着短边方向(Z轴方向)的整个区域相对。
负极耳片12b例如如图7和图8所示的那样,从集电部12a的沿着长边方向(卷绕方向)的侧缘12c向集电部12a的短边方向伸出。负极耳片12b以隔着隔膜13与正极11层叠的状态,向与正极11的正极耳片11b相同的方向伸出。负极耳片12b以隔着隔膜13与正极11层叠的状态,与正极11的正极耳片11b隔开。负极耳片12b与集电部12a一体地形成。在1个集电部12a形成有多个负极耳片12b。
负极耳片12b与正极耳片11b一样,由所谓的不等间距构成。即,相比在离集电部12a的卷绕开始的一个端部12p近的一侧相邻的负极耳片12b,在离集电部12a的卷绕结束的另一个端部12q近的一侧相邻的负极耳片12b的、沿卷绕方向相邻的负极耳片12b的间隔相对的更长地构成。所有负极耳片12b均在卷绕了集电部12a的状态下重叠。
负极耳片12b既可以与集电部12a一体也可以与集电部12a分体地形成。多个端子部设置在沿着集电部12a的卷绕方向(长边方向)的侧缘(至少一个侧缘)。
负极12的集电部12a例如由铜或铜合金形成。负极活性物质层12T含有由碳类的材料构成的负极活性物质、粘合剂和导电助剂等。碳类的材料例如使用石墨。
隔膜13(绝缘体)例如如图7和图8所示的那样,能够将正极11与负极12之间绝缘并使锂离子通过。隔膜13形成为长条形。隔膜13与正极11的集电部11a和负极12的集电部12a相比,沿着短边方向(Z轴方向)的宽度较长。正极11的集电部11a的沿着短边方向的两端位于隔膜13的沿着短边方向的范围内,并且负极12的集电部12a的沿着短边方向的两端位于隔膜13的沿着短边方向的范围内。隔膜13由多孔材料构成。隔膜13使用聚乙烯(PE:PolyEthylene)或聚丙烯(PP:PolyPropylene)。也可以使用耐热绝缘部件来代替隔膜13。耐热绝缘部件例如使用陶瓷。这样的结构是所谓的无膜片的结构。
电解质14相当于所谓的电解液。电解质14含浸于隔膜13中。电解质14含有有机溶剂、支承盐和添加剂。有机溶剂例如使用碳酸酯等。支承盐例如使用锂盐。
参照图9对充放电体10的变形例的充放电体110进行说明。充放电体110的正极111的结构与第1实施方式的正极11的结构不同。对充放电体110的结构中与充放电体10相同的构成要素标注相同的附图标记,并省略说明。充放电体110的正极活性物质层111T与集电部11a的沿着短边方向(Z轴方向)的除两端以外的部分相对。充放电体110的耐热绝缘层111U与集电部11a的沿着短边方向的两端和正极耳片11b的基端部分接合。耐热绝缘层111U例如含有陶瓷。
集電体20与充放电体10连接。图2至图5、图10和图12所示的集電体20包括正极集电板21和负极集电板22。
正极集电板21例如如图4和图5所示的那样,使充放电体10的正极耳片11b与正极端子41经由电流阻断体30导通。正极集电板21例如如图12所示的那样,包括长方体板状的第1基部21a、长方体板状的第2基部21b、和将第1基部21a与第2基部21b呈台阶状地高度不同地连结的连结部21c。在第2基部21b的上表面(Z轴正方向侧的面),形成有使第2基部21b的厚度形成得较薄而得到的凹部21d。在凹部21d的中央形成有呈环状形状凹陷的脆弱部分即脆弱部21e。正极集电板21例如由铝或铝合金形成。
负极集电板22例如如图2和图3所示的那样,使充放电体10的负极耳片12b与负极端子42导通。负极集电板22例如如图10所示的那样,包括长方体板状的基部22a和贯穿基部22a的插入孔22b。负极端子42的插入部42b插入到负极集电板22的插入孔22b。负极集电板22例如由铜或铜合金形成。
电流阻断体30与集电体20连接,使集电体20与正极端子41导通。图4、图5和图12所示的电流阻断体30包括膜片31、导通部件32和一对支承台33。
膜片31例如如图12所示的那样,包括弯曲的圆筒形状的主体部31a、设置在主体部31a的前端侧(Z轴负方向侧)的圆盘形状的第1接合部31b、和设置在主体部31a的基端侧(Z轴正方向侧)的环状形状的第2接合部31c。第1接合部31b与正极集电板21的凹部21d接合。第2接合部31c与导通部件32接合。膜片31例如由铝或铝合金形成。
导通部件32例如如图12所示的那样,形成为圆筒形状。导通部件32的上表面(Z轴正方向侧的面)与正极侧第1绝缘板62接合。导通部件32的下表面(Z轴负方向侧的面)的周缘与膜片31的第2接合部31c接合。导通部件32例如由铝或铝合金形成。
支承台33例如如图12所示的那样,包括沿着电池1的短边方向(Y轴方向)延伸的长方体形状的主体部33a、和从主体部33a的长边方向(Y轴方向)的两侧向下方(Z轴负方向)延伸的脚部33b。支承台33在膜片31的沿着电池1的长边方向(X轴方向)的两端各设置有1个。主体部33a安装在正极侧第1绝缘板62。脚部33b安装在正极集电板21的第2基部21b。支承台33例如由绝缘树脂形成。
外部端子40与集电体20或电流阻断体30连接。图1至图6、图10和图12所示的外部端子40包括正极端子41和负极端子42。
正极端子41例如如图5所示的那样,与电流阻断体30的导通部件32连接。正极端子41例如如图12所示的那样,包括长方体板状的基部41a、从基部41a向下方(Z轴负方向)伸出的圆柱形状的插入部41b、和从基部41a的周缘向下方(Z轴负方向)伸出的圆筒状的接合部41c。
基部41a例如如图12所示的那样,与正极侧第2绝缘板64的基部64a相连接。插入部41b插入到正极侧第2绝缘板64的插入孔64b、盖52的正极侧插入孔52a、正极侧第1绝缘板62的插入孔62b、导通部件32的插入孔32b。
接合部41c例如如图12所示的那样,从导通部件32的插入孔32b向下方(Z轴负方向)伸出,且向径向外侧按压扩展,从而与导通部件32接合。即,接合部41c被铆接加工在导通部件32的插入孔32b的周缘。进一步,接合部41c被焊接在导通部件32的插入孔32b的周缘。正极端子41例如由铝或铝合金形成。
负极端子42例如如图3所示的那样,与负极集电板22连接。负极端子42例如如图10所示的那样,包括长方体板状的基部42a、从基部42a向下方(Z轴负方向)伸出的圆柱形状的插入部42b、和从基部42a的周缘向下方(Z轴负方向)伸出的圆筒状的接合部42c。
基部42a例如如图10所示的那样,与负极侧第2绝缘板65的基部65a相连接。插入部42b插入到负极侧第2绝缘板65的插入孔65b、盖52的负极侧插入孔52b、负极侧第1绝缘板63的插入孔63b、负极集电板22的插入孔22b。
接合部42c例如如图10所示的那样,从负极集电板22的插入孔22b向下方伸出,且向径向外侧按压扩展,从而与负极集电板22接合。即,接合部42c被铆接加工在负极集电板22的插入孔22b的周缘。进一步,接合部42c被焊接在负极集电板22的插入孔22b的周缘。负极端子42例如由铜或铜合金形成。
外装体50收纳或安装电池1的构成部件。图1至图6和图10至图12所示的外装体50包括容器51、盖52和密封栓53。
容器51例如如图2和图6所示的那样,收纳被绝缘罩61覆盖的充放电体10等。容器51由长方体形状的金属罐构成。容器51例如如图6所示的那样,包括沿着长边方向开口的开口51a、和与开口51a相连的收纳部51b。容器51例如由铝或铝合金形成。
盖52例如如图2和图6所示的那样,将容器51的开口51a密封。盖52与充放电体10中的正极11、隔膜13和负极12相邻的一个侧部10a(侧部)相对。盖52由长板形状的金属板形成。在盖52的长边方向的一端侧,形成有由圆形的贯通孔构成的正极侧插入孔52a。正极端子41的插入部41b插入到正极侧插入孔52a。在盖52的长边方向的另一端侧,形成有由圆形的贯通孔构成的负极侧插入孔52b。负极端子42的插入部42b插入到负极侧插入孔52b。
盖52在正极侧插入孔52a与负极侧插入孔52b之间形成有由圆形的贯通孔构成的注液孔52c。能够经由注液孔52c从盖52向容器51注入电解质14。密封栓53的插入部53b插入到注液孔52c。盖52在长边方向的中央形成有开裂阀80。盖52与容器51焊接。盖52例如由铝或铝合金形成。
密封栓53例如如图11所示的那样,将盖52的注液孔52c密封。密封栓53形成为圆柱形状。密封栓53包括外径相对大的头部53a和与头部53a相连且外径相对小的插入部53b。密封栓53的头部53a与盖52焊接。密封栓53例如由铝或铝合金形成。
绝缘体60将电池1的构成部件与外装体50绝缘。图1至图6、图10和图12所示的绝缘体60包括绝缘罩61、正极侧第1绝缘板62、负极侧第1绝缘板63、正极侧第2绝缘板64和负极侧第2绝缘板65。
绝缘罩61例如如图6所示的那样,覆盖充放电体10并将充放电体10绝缘。绝缘罩61包括:相对的一对侧面(第1侧面61a和第2侧面61b);和在第1侧面61a(一个侧面)和第2侧面61b(另一个侧面)之间使充放电体10的一个侧部10a露出的开口61c。绝缘罩61覆盖充放电体10的一个侧部10a的一面以外的部分。即,绝缘罩61覆盖:充放电体10的与一个侧部10a相对的另一个侧部10b;和充放电体10的位于一个侧部10a与另一个侧部10b之间的外周部10c。绝缘罩61通过将多面体形状的片材折叠成箱形形状而形成为五面体形状。绝缘罩61例如由聚丙烯(Polypropylene)形成。
正极侧第1绝缘板62例如如图5所示的那样,将正极集电板21和导通部件32与盖52绝缘。正极侧第1绝缘板62例如如图12所示的那样,包括长方体板状的基部62a、贯穿基部62a的插入孔62b、和呈环状包围基部62a的侧缘并向离开盖52的方向伸出的凸部62c。正极集电板21和导通部件32等被收纳在正极侧第1绝缘板62的由基部62a和凸部62c构成的空间。正极端子41的插入部41b插入到插入孔62b。正极侧第1绝缘板62例如由绝缘树脂形成。
负极侧第1绝缘板63例如如图3所示的那样,将负极集电板22与盖52绝缘。负极侧第1绝缘板63例如如图10所示的那样,包括长方体板状的基部63a、贯穿基部63a的插入孔63b、和呈环状包围基部63a的侧缘并向离开盖52的方向伸出的凸部63c。负极集电板22被收纳在负极侧第1绝缘板63的由基部63a和凸部63c构成的空间。负极端子42的插入部42b插入到插入孔63b。负极侧第1绝缘板63例如由绝缘树脂形成。
正极侧第2绝缘板64例如如图5所示的那样,将正极端子41与盖52绝缘。正极侧第2绝缘板64例如如图12所示的那样,包括长方体板状的基部64a、贯穿基部64a的插入孔64b、和呈环状包围基部64a的侧缘并向离开盖52的方向伸出的凸部64c。正极端子41被收纳在正极侧第2绝缘板64的由基部64a和凸部64c构成的空间。正极端子41的插入部41b插入到插入孔64b。正极侧第2绝缘板64例如由绝缘树脂形成。
负极侧第2绝缘板65例如如图3所示的那样,将负极端子42与盖52绝缘。负极侧第2绝缘板65例如如图10所示的那样,包括长方体板状的基部65a、贯穿基部65a的插入孔65b、和呈环状包围基部65a的侧缘并向离开盖52的方向伸出的凸部65c。负极端子42被收纳在负极侧第2绝缘板65的由基部65a和凸部65c构成的空间。负极端子42的插入部42b插入到插入孔65b。负极侧第2绝缘板65例如由绝缘树脂形成。
密封体70将电池1的构成部件和外装体50密封。图2至图5、图10和图12所示的密封体70包括正极侧垫片71和负极侧垫片72。
正极侧垫片71例如如图5所示的那样,将正极侧第2绝缘板64与盖52绝缘。正极侧垫片71形成为圆筒形状。正极侧垫片71例如如图12所示的那样,包括:外径相对大的第1插入部71a;与第1插入部71a相连且外径相对小的第2插入部71b;和贯穿第1插入部71a和第2插入部71b的插入孔71c。正极侧垫片71的第1插入部71a插入到正极侧第2绝缘板64的插入孔64b。正极侧垫片71的第2插入部71b插入到盖52的正极侧插入孔52a。正极端子41的插入部41b插入到插入孔71c。正极侧垫片71例如由具有绝缘性和弹性的橡胶形成。
负极侧垫片72例如如图3所示的那样,将负极侧第2绝缘板65与盖52绝缘。负极侧垫片72形成为圆筒形状。负极侧垫片72例如如图10所示的那样,包括:外径相对大的第1插入部72a;与第1插入部72a相连且外径相对小的第2插入部71b;和贯穿第1插入部72a和第2插入部71b的插入孔72c。负极侧垫片72的第1插入部72a插入到负极侧第2绝缘板65的插入孔65b。负极侧垫片72的第2插入部71b插入到盖52的负极侧插入孔52b。负极端子42的插入部42b插入到插入孔72c。负极侧垫片72例如由具有绝缘性和弹性的橡胶形成。
开裂阀80如图1、图6、图11、图13和图14所示的那样,是安全阀。开裂阀80在外装体50的内部的压力达到规定的值以上时,从外装体50的内部向外部打开。即,开裂阀80通过在外装体50的内部产生的气体的压力开裂,使该气体向外装体50的外部排出。
开裂阀80例如设置于在外装体50的盖52形成的圆筒状的排气部52d。排气部52d与开裂阀80通过使盖52从盖52的外表面52e侧向内表面52f侧凹陷而与盖52一体地形成。排气部52d从盖52的内表面52f向充放电体10侧伸出。开裂阀80的厚度相比外装体50的厚度非常薄。即,开裂阀80的厚度相比容器51和盖52的厚度非常薄。开裂阀80的缘部81在排气部52d,沿盖52的内表面52f呈环状设置。
在开裂阀80,与盖52的排气部52d相连的环状的缘部81包括第1缘部81a和第2缘部81b。第1缘部81a形成为圆弧形。第2缘部81b形成为线状。开裂阀80的缘部81形成为D字形状。第1缘部81a设有槽。
开裂阀80朝向靠近充放电体10的方向呈凸状弯曲。即,开裂阀80向电池1的内部弯曲。在开裂阀80,从第1缘部81a呈凸状弯曲的第1弯曲部82,曲率小于从第2缘部81b呈凸状弯曲的第2弯曲部83。曲率是弯曲的部分的半径的倒数。第1弯曲部82与第2弯曲部83相比倾斜较缓。开裂阀80的前端部84的位置P1相比开裂阀80的中央的位置P2位于第2缘部81b侧。因此,缘部81呈旋转不对称的环状形成。
作为第1实施方式的变形例1,开裂阀80的缘部81也可以在排气部52d,沿盖52的外表面52e呈环状地设置。作为第1实施方式的变形例2,开裂阀80的缘部81也可以在排气部52d,在与盖52的外表面52e和内表面52f分别隔开间隔的内部的部分呈环状设置。在第1实施方式的变形例1和变形例2的情况下,开裂阀80的前端部84也可以位于排气部52d的内部。即,开裂阀80的前端部84也可以位于盖52的外表面52e至内表面52f之间位置。作为第1实施方式的变形例3,也可以将开裂阀80设置在容器51。
(第1实施方式的开裂阀80的作动)
参照图15至图17对第1实施方式的开裂阀80的作动进行说明。
在图15至图17,模拟地表示受到应力的开裂阀80的变形。图15至图17所示的Min至Max的深浅表示开裂阀80的相对的变形的大小。Min表示在开裂阀80,变形相对小的部分。Max表示在开裂阀80,变形相对大的部分。外装体50的内部的压力越上升,开裂阀80越在从充放电体10朝向盖52的外侧的方向上受到按压力。因此,开裂阀80从朝向靠近充放电体10的方向呈凸状弯曲的状态,向离开充放电体10的方向变形。此处,在开裂阀80,第1弯曲部82比第2弯曲部83曲率小。
因此,第1弯曲部82与第2弯曲部83相比,对于从充放电体10去向盖52的外侧的按压力的刚性低。即,第1弯曲部82与第2弯曲部83相比,更容易从充放电体10向盖52的外侧变形。进一步,在第1弯曲部82,第1缘部81a的中央部81a1的曲率相对最小,因此相对而言最容易变形。
因此,当外装体50的内部的压力达到规定的值以上时,首先,开裂阀80的第1缘部81a的中央部81a1开裂。接着,开裂阀80从第1缘部81a的中央部81a1向端部81a2去,沿在第1缘部81a形成的槽,迅速开裂。最终,开裂阀80成为第1缘部81a开裂而第2缘部81b不开裂的状态,或第1缘部81a和第2缘部81b均开裂的状态。
(第1实施方式的开裂阀80的效果)
参照图13至图17对第1实施方式的开裂阀80的效果进行说明。
开裂阀80的缘部81具有第1缘部81a和第2缘部81b。第1缘部81a形成为圆弧形。第2缘部81b形成为线状。第1缘部81a具有槽,采用这样的结构,能够在第1缘部81a和第2缘部81b,针对对于由充放电体10侧受到的按压力的刚性设置差异。即,圆弧形的第1缘部81a能够通过比线状的第2缘部81b更脆弱地形成而将刚性设定得相对较低。圆弧形的第1缘部81a由线状的第2缘部81b支承。因此,圆弧形的第1缘部81a,与现有的开裂阀那样的环状的缘部为旋转对称(正圆形)或左右对称(矩形)的结构相比,能够将刚性设定得相对较高。即,开裂阀80能够具有相对较高的耐久性。
另一方面,第1缘部81a与现有的开裂阀那样的环状的缘部为旋转对称(正圆形)或左右对称(矩形)的结构相比,在从具有相对较高的耐久性的状态开裂的情况下,能够相对缩短开裂开始至结束的时间。即,开裂阀80一旦开始开裂,保持着相对较高的耐久性的状态就会消失,因此就能够高速地进行开裂。因此,开裂阀80能够在开裂时将电池的内部的气体高效地排出。
因此,电池1的开裂阀80能够在具有相对较高的耐久性的同时,在开裂时使电池的内部的气体高效地排出。
开裂阀80朝向靠近充放电体10的方向呈凸状弯曲。采用这样的结构,开裂阀80能够对于从充放电体10侧受到的应力,相对地提高刚性。即,能够相对地提高开裂阀80的开裂压。此外,采用这样的结构,开裂阀80例如能够承受电池1的制造时的、伴随充放电体10的初次充电产生的外装体50的内压的上升。
开裂阀80,从第1缘部81a呈凸状弯曲的第1弯曲部82比从第2缘部81b呈凸状弯曲的第2弯曲部83曲率小。采用这样的结构,能够在第1弯曲部82与第2弯曲部83,针对对于从充放电体10的侧受到的按压力的刚性设置差异。即,以圆弧形的第1缘部81a为起点的第1弯曲部82,与以线状的第2缘部81b为起点的第2弯曲部83相比,能够更脆弱地形成。因此,开裂阀80能够使第1弯曲部82选择地开裂。
开裂阀80的前端部84的位置P1相比开裂阀80的中央的位置P2位于第2缘部81b侧。采用这样的结构,能够在开裂阀80,针对从第1缘部81a呈凸状弯曲的第1弯曲部82的外形形状与从第2缘部81b呈凸状弯曲的第2弯曲部83的外形形状,容易地设置差异。
缘部81呈旋转不对称的环状形成。采用这样的结构,能够在开裂阀80,针对从第1缘部81a呈凸状弯曲的第1弯曲部82的外形形状与从第2缘部81b呈凸状弯曲的第2弯曲部83的外形形状,容易地设置差异。
[第2实施方式]
对第2实施方式的电池2具有的开裂阀180进行说明。
(第2实施方式的开裂阀180的结构)
参照图18对第2实施方式的开裂阀180的结构进行说明。
在第2实施方式中,对与第1实施方式不同的结构进行说明。开裂阀180向离开充放电体10的方向呈凸状弯曲。即,开裂阀180向电池1的外部弯曲。开裂阀180与开裂阀80相比较,由以盖52的XY平面为界的反转对称的形状构成。开裂阀180具有缘部181、第1缘部181a、第2缘部181b、第1弯曲部182、第2弯曲部183和前端部184。开裂阀180的缘部181在排气部52d沿盖52的内表面52f设置成环状。开裂阀180的前端部184位于盖52的排气部52d的内部。
作为第2实施方式的变形例1,开裂阀180的前端部184也可以从盖52的排气部52d越过盖52的外表面52e地向电池1的外部伸出。作为第2实施方式的变形例2,开裂阀180的缘部181也可以在排气部52d沿盖52的外表面52e设置成环状。
(第2实施方式的开裂阀180的效果)
参照图18对第2实施方式的开裂阀180的效果进行说明。
开裂阀180向离开充放电体10的方向呈凸状弯曲。采用这样的结构,能够使开裂阀180与充放电体10相对地隔开间隔。即,采用这样的结构,能够相对地增加外装体50的内部的充放电体10的体积。因此,能够使电池2的能量密度增加。
[第3实施方式]
对第3实施方式的电池3具有的开裂阀280进行说明。
(第3实施方式的开裂阀280的结构)
参照图19对第3实施方式的开裂阀280的结构进行说明。
在第3实施方式中,对与第1和第2实施方式不同的结构进行说明。开裂阀280沿盖52的外形呈平面状延伸。开裂阀280的缘部281的第1缘部281a和第2缘部281b在排气部52d沿盖52的内表面52f设置成环状。
作为第3实施方式的变形例,开裂阀280的缘部281也可以在排气部52d沿盖52的外表面52e设置成环状。
(第3实施方式的开裂阀280的效果)
参照图19对第3实施方式的开裂阀280的效果进行说明。
开裂阀280沿盖52的外形呈平面状延伸。采用这样的结构,能够容易地形成开裂阀280。此外,采用这样的结构,能够使开裂阀280与充放电体10相对地隔开间隔。即,采用这样的结构,能够相对地增加外装体50的内部的充放电体10的体积。因此,能够使电池3的能量密度增加。
[第4实施方式]
对第4实施方式的电池4具有的开裂阀380等进行说明。
(第4实施方式的开裂阀380等结构)
参照图20和图21对第4实施方式的开裂阀380等结构进行说明。
在第4实施方式中,对与第1实施方式不同的结构进行说明。开裂阀380的缘部381的第1缘部381a和第2缘部381b,在排气部52d,呈环状设置于从盖52的外表面52e和内表面52f分别隔开间隔的内部的部分。开裂阀380向靠近充放电体10的方向呈凸状弯曲。开裂阀480的前端部484位于盖52的排气部52d的内部。因此,开裂阀380全部位于盖52的外表面52e与内表面52f之间。
作为第4实施方式的变形例1,开裂阀380的前端部384也可以从排气部52d越过盖52的内表面52f,向电池1的内部伸出。作为第4实施方式的变形例2,开裂阀380也可以向离开充放电体10的方向呈凸状弯曲。在第4实施方式的变形例2的情况下,开裂阀380的前端部384也可以从盖52的排气部52d越过盖52的外表面52e,向电池1的外部伸出。作为第4实施方式的变形例3,也可以如图21所示的那样,开裂阀480设置在高度方向Z上与盖152无台阶差的排气部152d。
(第4实施方式的开裂阀380等效果)
参照图20和图21对第4实施方式的开裂阀380等效果进行说明。
开裂阀380的至少缘部381位于构成盖52的厚度部分的相对的外表面52e与内表面52f之间。采用这样的结构,能够使开裂阀380与充放电体10相对地隔开间隔。即,采用这样的结构,能够相对地增加外装体50的内部的充放电体10的体积。因此,能够使电池4的能量密度增加。此外,采用这样的结构,能够在电池4的制造时,抑制开裂阀380与其它部件的干扰。
开裂阀380全部位于外表面52e与内表面52f之间。采用这样的结构,最能够增加电池4的能量密度。此外,采用这样的结构,最能够在电池4的制造时抑制开裂阀380与其它部件的干扰。
[第5实施方式]
对第5实施方式的电池5具有的开裂阀580进行说明。
(第5实施方式的开裂阀580的结构)
参照图22对第5实施方式的开裂阀580的结构进行说明。
在第5实施方式中,对与第1实施方式不同的结构进行说明。第5实施方式的开裂阀580的缘部581的第2缘部581b并不是线状,而形成为圆弧形。开裂阀580具有缘部581、第1缘部581a、第2缘部581b、第1弯曲部582、第2弯曲部583和前端部584。开裂阀580的与盖52相连的环状的缘部581包括第1缘部581a和第2缘部581b。第1缘部581a与第1缘部81a一样,形成为圆弧形。第2缘部581b与线状的第2缘部81b不同,半径比第1缘部581a大地形成。在开裂阀580,从第1缘部581a呈凸状弯曲的第1弯曲部582比从第2缘部581b呈凸状弯曲的第2弯曲部583曲率小。
开裂阀580的结构能够应用于第2和第4的实施方式。
(第5实施方式的开裂阀580的效果)
参照图22对第5实施方式的开裂阀580的效果进行说明。
在开裂阀580,缘部581的第1缘部581a形成为圆弧形。缘部581的第2缘部581b半径比第1缘部581a大地形成。采用这样的结构,能够通过改变第2缘部581b的曲率,将开裂阀580的开裂压设定为规定的值。
本发明的电池并不限定于实施方式所记载的结构,而能够基于专利请求的范围所记载的内容适当地构成。
本发明的电池并不限定于锂离子电池。本发明的电池例如,能够应用于镍氢电池和铅电池。本发明的电池并不限定于2次电池。本发明的电池能够应用于1次电池。本发明的电池并不限定于利用容器和盖将充放电体密封的结构。本发明的电池能够应用于利用层压薄膜密封充放电体的结构。各实施方式只是为了使本发明容易理解而详细或简略地进行说明的方式,并不一定包括所说明的所有结构,而且,也可以包括未图示的结构。此外,也可以将一个实施方式的结构的一部删除、以其它实施方式的结构替换、或者组合其它实施方式的结构。
附图标记的说明
1、2、3、4、5、6电池,10充放电体,51容器(外装体),52盖(外装体),52d排气部,52e外表面,52f内表面,80开裂阀(安全阀),81缘部,81a第1缘部,81a1中央部,81a2端部,81b第2缘部,82第1弯曲部,83第2弯曲部,84前端部,152盖,152d排气部,180开裂阀(安全阀),181缘部,181缘部,181a第1缘部,181b第2缘部,182第1弯曲部,183第2弯曲部,184前端部,280开裂阀(安全阀),281缘部,281a第1缘部,281b第2缘部,380开裂阀(安全阀),381缘部,381a第1缘部,381b第2缘部,384前端部,480开裂阀(安全阀),484前端部,580开裂阀(安全阀),581缘部,581a第1缘部,581b第2缘部,582第1弯曲部,583第2弯曲部,584前端部。
Claims (9)
1.一种电池,其特征在于,包括:
充放电体;
收纳所述充放电体的外装体;和
安全阀,其设置于所述外装体,在所述外装体的内部的压力达到规定值以上时从所述外装体的所述内部向外部打开,
所述安全阀的厚度比所述外装体的厚度薄,
所述安全阀的与所述外装体相连的环状的缘部包括形成为圆弧形的第1缘部和形成为线状或半径比所述第1缘部大的第2缘部,
所述第1缘部设有槽。
2.如权利要求1所述的电池,其特征在于:
所述安全阀向靠近所述充放电体的方向呈凸状地弯曲。
3.如权利要求1所述的电池,其特征在于:
所述安全阀向远离所述充放电体的方向呈凸状地弯曲。
4.如权利要求2或3所述的电池,其特征在于:
在所述安全阀,从所述第1缘部呈凸状弯曲的第1弯曲部比从所述第2缘部呈凸状弯曲的第2弯曲部的曲率小。
5.如权利要求2或3所述的电池,其特征在于:
所述安全阀的前端部相比所述安全阀的中央部位于所述第2缘部侧。
6.如权利要求1所述的电池,其特征在于:
所述安全阀沿所述外装体的外形呈平面状延伸。
7.如权利要求1所述的电池,其特征在于:
所述缘部形成为旋转不对称的环状。
8.如权利要求1所述的电池,其特征在于:
所述安全阀的至少所述缘部位于构成所述外装体的厚度部分的相对的外表面与内表面之间。
9.如权利要求8所述的电池,其特征在于:
所述安全阀全部位于所述外表面与所述内表面之间。
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