CN1604357A - 密封方形电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种防爆阀的动作可靠的密封方形电池。做成左右横宽的矩形电池盒(1)由上面敞开的有底方筒形盒主体(5)和将盒主体(5)的开口上面封闭成密封的盖(6)组成。在盖(6)的主面壁(6a)上，在左右一方的短边(6c)的附近设有防爆阀(2)。防爆阀(2)包括中央弯曲部(15a)位于上述主面壁(6a)的前后方向中央部位并在前后方向岔开形成凹进去的V字型沟(15)和由该V字型沟(15)形成的薄壁(16)。在上述主面壁(6a)的里面分别切出来形成有把V字型沟(15)的前后端和该主面壁(6a)前后的长边(6d)连接起来的切沟(18、18)。

Description

密封方形电池
技术领域
本发明涉及在矩形电池盒(case)中设置有防爆阀的密封方形电池。
背景技术
近年来，手机和便携型情报终端等小型轻便的电器正在普及。作为它们的电源使用的是小型轻便高容量的电池。对此，伴随着上述电器的高性能化而对电池的更高容量化的要求很高。尤其是，以锂(lithium)金属作为活性物质的一次性电池、采用锂离子(lithium ion)进行充电放电的二次电池等由于重量轻容量高而被广泛使用，对其高容量化的开发也极为活跃。
在该电池中，假如施加太大的电负荷，施加过度的热负荷的话，在电池内部发生短路状态而产生气体(gas)，电池的内压异常上升。在电池充电过剩的场合也会因电解液的分解而在电池内产生气体，电池的内压异常上升。
一旦电池不能够承受内压的异常上升，电池盒发生破裂，里面的物质四处飞散。为此，在电池盒上设置有防爆阀以备一旦上升到所定内压以上的话就释放电池的内压，防止电池的破裂于未然。
有关该防爆阀的原有技术有专利文献1～3。在那些技术中，在电池盒的盖等上设置沟，一旦电池的内压达到所定值以上，由上述沟所形成的薄壁就裂开，以释放电池的内压。在别的专利文献4中公开了以下防爆阀，在电池的盖上形成圆形或椭圆形的薄壁部，一旦电池的内压达到所定值以上，上述薄壁部就裂开，以释放电池的内压。
【专利文献1】特开平10-261391号公报(段落编号0017-0019、图3)
【专利文献2】特开平11-185714号公报(段落编号0019-0026、图2-4)
【专利文献3】特开2001-143664号公报(段落编号0019-0022、图1-6)
【专利文献4】特开2001-256944号公报(段落编号0021-0028、图1-12)
专利文献1～3的防暴阀因电池的内压异常上升电池盒膨胀变形的话，沟向沟的宽度方向伸张而裂开，沟的全长不变长则无法确实地裂开。因此，设置沟需要很大的面积，难以应用于小型电池。
该场合，使沟的薄壁的厚度变薄的话，虽然也可将专利文献1～3的技术用于小型电池，但一旦其厚度变得太薄的话，在误使电池掉下的场合等也会担心容易裂开。
在专利文献4中，虽然能够紧凑(compact)地形成防爆阀，但它是以冲压(press)加工或切削加工形成薄部。以冲压加工形成薄部有困难，另外以切削加工来形成则制造费用(cost)增高。并且，由于其它物体碰到薄部时该部位易于破裂，所以有在电池的制造工程中处理麻烦的问题。
发明内容
对此，本发明着眼于电池的内压异常上升时电池盒的变形状态，其目的是提供能够廉价地制造成紧凑的，并且设置有可靠性好的防爆阀的密封型电池。
如图1以及图3所示，本发明的密封型电池具有做成左右横宽的矩形电池盒1和选定电池盒1上下左右的某个设定面壁6a而设在该设定面壁的基准短边6c附近的防爆阀2。防爆阀2包括：V字型沟15，其中央弯曲部15a位于上述设定面壁6a的前后方向中央部位并凹进形成在前后方向岔开的V字型或U字型；由V字型沟15形成的薄壁16。其特征在于：在此基础之上，在上述设定面壁6a上分别切入形成有把上述V字型沟15的前后端和该设定面壁6a的前后的长边6d连接起来的切(cut)沟18。
具体地看，电池盒1包括上面开口的有底方筒形盒主体5、将该盒主体5的开口上面封闭成密封状的盖6，以该盖6的主面壁为上述设定面壁6a，在该设定面壁6a上设置防爆阀2。
再有，上述V字型沟15由在上述设定面壁6c内外凹进而形成的凹沟17a、17b组成，在内外的凹沟17a、17b之间形成有上述薄壁16。即，上述薄壁16设在上述设定面壁6a的厚度方向的中间。
上述薄壁16太薄的话则易于因掉下冲击等而不小心破裂，太厚的话则难以发挥本来的功能，所以能够把薄壁16的厚度设定在0.05mm～0.3mm。在此基础之上，本发明由于是利用电池盒1伴随着电池内压异常上升的膨胀变形，所以切沟18在沟的宽度方向的中央与上述设定面壁6a的基准短边6c之间的尺寸L6较好是设定为3.0mm～6.7mm。
一旦电池的内压异常上升，电池盒1就膨胀变形。在实施例中具体观察其行为时，如图4所示具有盒主体5的宽大的面积的前后壁的中央部分向前后方向膨胀。伴随于此，盒主体5的底壁以及左右侧壁和盖6的设定面壁6a变形成各中央部分向内部弯曲的形状。关注盖6的设定面壁6a的话，左右方向的端部向上翘起弯曲变形。
然而，切沟18、18设在盖6的设定面壁6a中接近左右方向端部的弯曲场所。因此，现在电池盒1膨胀变形到临界点附近的话，切沟18、18促进上述弯曲变形而动作。同时，盖6的设定面壁6a以切沟18、18为边界从此左右方向中央部因弹性恢复力而返回平面状态。这样，由V字型沟15对薄壁6a向内外(上下)方向施加拉伸力。切沟18的沟宽方向的中央和上述设定面壁6a的基准短边6c之间的尺寸L6最好设定为3.0mm～6.7mm。这是因为在电池盒1膨胀变形时，以切沟18、18为边界，盖6在设定面壁6a的左右的倾斜角度的差大，薄壁16确实地破裂，从而上述尺寸L6比3.0mm更小或者比6.7mm更大的话，薄壁16就难以破裂。
该薄壁16以V字型沟15的中央弯曲部15a的场所为始点撕裂，因此以产生的裂纹使电池的内压得以释放。
采用本发明的防爆阀2，一旦因电池内压的异常上升电池盒1膨胀变形的话，介由切沟18、18在以V字型沟15形成的薄壁16上，在相当于V字型沟15的中央弯曲部15a的地方集中施加撕裂力。因此，即使受到落下冲击等也能够防止薄壁16不小心破裂，同时，在电池内压的异常上升时，防爆阀2确实有效地动作。
本发明的防爆阀2的薄壁16由于即使较大地设定厚度尺寸以便不会不小心开裂也能够利用盖6的设定面壁6a的弯曲变形而撕裂，从而制造管理等比较容易能够廉价地制造，防爆阀2本身也能够紧凑地设定。
附图说明
图1实施例1的电池盒的盖的俯视图。
图2电池的纵向截面主视图。
图3(a)是俯视图；(b)是仰视图；(c)是(b)沿A-A线的截面图；
(d)是(b)沿B-B线的截面图。
图4说明电池的膨胀状态的立体图。
图5在防爆阀动作状态的主要部分的纵向截面主视图。
图6实施例2的主要部分的俯视图。
图7在实施例2的防爆阀动作状态下的主要部分的纵向截面主视图。
图8实施例5的防爆阀的俯视图。
图中
1电池盒
2防爆阀
5盒主体
6盖
6a设定面壁
6c基准短边
6d长边
15V字型沟
15aV字型沟的中央弯曲部
16薄壁
17a内侧凹沟
17b外侧凹沟
具体实施方式
图1至图3表示的是作为本发明的密封方形电池的实施例的锂离子二次电池，如图1以及图2所示，相对于上下高度尺寸以及左右长度尺寸，前后宽度尺寸小的左右横宽宽的矩形薄型电池盒1上设有用于在电池内压异常上升时破裂而释放电池内压的放爆阀2。
在电池盒1中密封收放有电极体3以及非水电解液，在电池盒1内的上端配置有塑料(plastic)制的绝缘体(insulator)4。电池盒1的左右长度为34mm，前后宽度为5mm，上下高度为45mm。
电池盒1由上面开口的有底方筒形盒主体5和将盒主体5的开口上面封闭成密封状的左右横宽的盖6组成。在本发明的实施例1中，将该盖6的主面壁选为设置面壁6a，在该设定面壁6a上以冲压成型防爆阀2。盒主体5是将不锈(stainless)钢板等通过深拉加工而形成的。
电极体3是在薄片(sheet)状的正极和负极的电极之间插入隔离片(separator)并绕成涡流状后，将整体压瘪变形成与电池盒1的截面形状一致的截面矩形的扁平状。从电极体3的正极和负极的各电极分别向上导出正负集电导线(lead)8、9。正极集电导线8由铝(aluminum)做成，负极集电导线9由镍(nickel)做成。
盖6是铝合金等具有导电性的金属板的冲压成型品，设置面壁6a的外周缘用激光(laser)与盒主体5的上端开口周缘密封焊接。在盖6的设置面壁6a的中央介由上下的绝缘密封件(packing)10、11负极端口12安装成贯通状。盖6的设置面壁6a的厚度尺寸为0.8mm。
盖6的左右一端，在图中在右短边6b的附近设有注液孔13，电解液介由该注液孔13被注入电池盒1内。注液孔13在电解液注入后被密封。由左右方向呈长的长方形的薄板组成的导线体14连接在负极端子12的下端。导线体14向上述注液孔13的相反侧的左侧延伸，用下侧绝缘密封件11与盖6绝缘。负极集电导线9用激光焊接在该导线体14的下面。
正极集电导线8在绝缘密封件11和注液孔13之间点(spot)焊接在盖6的内表面。这样，正极集电导线8与电池盒1导通，电池盒1兼作正极端子。
防爆阀2如图所示以盖6左侧的短边6c为基准短边，设在设置面壁6a中基准短边6c的附近，如图3(a)～(c)所示，它包括：V字形沟15，其中央弯曲部15a位于设置面壁6a的前后方向部位并以向前后方向岔开的俯视看起来呈V字形而凹进去形成；在该V字形沟15形成的薄壁16。
V字形沟15由凹成与设置面壁6a的内外面呈对向状而形成的凹沟17a、17b组成，中央弯曲部15a朝向基准短边6c。即，薄壁16在设定面壁6a的厚度方向的中间形成于内外凹沟17a、17b之间。
薄壁16设定成厚度L1为0.06mm、宽度L2为0.2mm。盖6的基准短边6c与V字形沟15的中央弯曲部15a在沟宽方向的中央之间的尺寸L3设定为1.9mm。在V字形沟15中左右长度尺寸L4设定为1.7mm，V字形沟15的右端之间前后方向的最大尺寸L5设定为24mm。
如图3(c)所示，内外凹沟17a、17b形成各薄壁16侧的沟宽尺寸变小的截面梯形，内侧的凹沟17a的深度比外侧的凹沟17b的更大。内侧凹沟17a设定成深度为0.54mm，在开口下面的沟宽为0.6mm。外侧的凹沟17b设定成深度为0.2mm，开口上面的沟宽为0.4mm。
如图3(b)所示，在盖6的设定面壁6a的内面，将内侧的凹沟17a的右端的前后端和设定面壁6a的前后的长边6d、6d连接起来的前后一对V字形切沟18、18分别往里切进而成。该各切沟18、18呈与上述长边6d、6d正交的状态。切沟18的深度设定为0.3mm。盖6的基准短边6c与切沟18之间的尺寸L6设定为大约3.6mm。切沟18、18最好是如前所述与设定面壁6a的前后的长边6d、6d正交，但是也可以从V字形沟15斜向上述长边6d、6d延长。
作为电极体3的正极的材料使用的是充电时开路电压(锂基准)为4V以上的LiCoO2、LiMn2O4以及LiNiO2等锂的复合氧化物、将上述锂的复合氧化物的Co、Mn、Ni的一部分置换成Ge、Ti、Ta、Nb、Yb等其它元素的氧化物或二氧化锰(manganese dioxide)或五氧化钒(vanadium pentoxide)或氧化铬(chromiun oxide)等金属氧化物。
在作为上述置换元素包含Ge、Ti、Ta、Nb、Yb的场合，其含有量希望至少为0.001原子百分比(percent)或以上，更好是为0.003原子百分比或以上。含有量希望至多为3原子百分比或以下，更好是为1原子百分比或以下。作为电极体3的负极的材料用的是石墨(黒鉛)、热分解炭类、焦炭(coke)类、玻璃状炭(glassy carbon)类、有机高分子类化合物的燃烧体、中间相沥青碳微球(mesocarbon microbead)、炭纤维、活性炭、石墨(graphite)以及炭胶体(colloid)等的碳材料、SnOx或SiOx等可以插入Li的金属氧化物或金属氮化物等。
作为隔离片(separator)用的是聚乙烯(polythylene)或聚丙烯(polypropylene)等聚烯烃(polyolefin)做成的微多孔膜、聚乙烯、聚对苯二甲酸丁二酯(polybutyl terephthalate)或纤维素(cellulose)等做成的无纺布等。电极体3的负极的外周面被隔离片覆盖。
电极体3的正极如下制作。将LiCoO2(正极活性物质)、作为集电助剂的乙炔黑(acetylene black)、作为粘合剂(binder)的聚偏氟乙烯(poly vinylidenefluoide)以92∶4∶4的重量比例混合，将该混合物和作为溶媒的N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone)混合来调制正极合剂浆(slurry)。
其次，用过滤器(filter)过滤正极合剂浆，去除直径相对较大的颗粒后，在厚度为15μm的铝箔做成的带状的正极集电材的两面均匀涂抹上并干燥。然后，用滚压成型机(roller press)压缩成型后，切断成所定的尺寸(size)。正极在卷起来结束时成为终端的部分不涂上正极合剂浆，正极集电导线8在与正极长度方向相同的方向焊接在该部分。
电极体3的负极如下制作。将石墨系的炭材料(负极活性物质)、作为粘合剂的聚偏氟乙烯以92∶8的重量比例混合，将该混合物和作为溶媒的N-甲基吡咯烷酮混合来调制负极合剂浆。
其次，用过滤器过滤负极合剂浆去除直径相对较大的颗粒后，在厚度为10μm的铜箔做成的带状的负极集电材的两面均匀涂敷并干燥。然后，用滚压成型机压缩成型后，切断成所定的尺寸并干燥，焊接负极集电导线9。
负极与上述正极同样，在卷起来结束时成为终端的部分不涂敷负极合剂浆，负极集电导线9在与负极长度方向相同的方向焊接在该部分。以卷起来的状态在不与正极对面的部分，不涂敷负极中的负极合剂浆。
以上述要领制作的正极和负极被厚度为20μm的微多孔性聚乙烯薄膜(polyethylene film)做成的隔离片夹住，卷成截面椭圆形并压瘪变形成扁平状后，用胶带(tape)封住。这样，形成上述电极2。
作为非水电解液使用的是将LiClO4、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3SO3、LiC4F9SO3、LiCF3CO2、Li2C2F4(SO3)2、LiN(Rf2)(RfSO2)、LiN(RfOSO2)2、LiC(RfSO2)3、LiCnF2n+1SO3(n≥2)、LiN(RfOSO2)2[Rf为氟代烷(fluoroalkyl)基]以及聚酰亚胺锂(polymer imide lithium)盐等单独或混合2种以上。一旦它们进入电极表面的覆盖膜中，就能够给与覆盖膜良好的离子(ion)导电性。LiPF6由于离子导电性更高，作为电解质特别好。
作为非水电解液的非水溶媒(有机溶媒)用的是碳酸二甲酯(dimethylcarbonate)、碳酸二乙酯(diethyl carbonate)、碳酸甲基乙酯(methyl ethylcarbonate)、丙酸甲酯(methyl propionate)等链状酯(chain-type ester)，磷酸三甲酯(trimethyl phosphate)等链状磷酸三烷基酯(chain typetrialkyphosphate)、1，2-二甲氧基乙烷(1，2-dimethoxy ethane)、1，3-二氧杂戊环(1，3-dioxolane)、四氢呋喃(tetrahydrofuran)、2-甲基四氢呋喃(2-methyltetrahydrofuran)、或二乙醚(diethylether)等。
作为非水溶媒虽然可以使用胺、酰亚胺等的氮系有机溶媒或环丁砜(sulfolane)等硫磺系有机溶媒等，但特别希望使用碳酸二甲酯、碳酸二乙酯以及碳酸甲基乙酯等链状碳酸酯。
非水溶媒的使用量较好是电解液的全体溶媒中不到90体积百分比，更好是80体积百分比或以下，另外从负荷特性的观点出发较好是在40体积百分比或以上，更好是50体积百分比或以上，最好是60体积百分比或以上。
作为其它溶媒成分，较好是混合具有高介电常数的酯(介电常数在30或以上)来使用，将碳酸乙烯酯(ethylene carbonate)、碳酸丙烯酯(propylenecarbonate)、碳酸丁烯酯(butylene carbonate)或γ-丁内酯(γ-butyrolactone)等与乙二醇亚硝酸酯(ethyleneglycol sulphite)等硫磺系酯(sulfuric ester)混合起来使用。上述溶媒成分较好是环状结构，特别是碳酸乙烯酯那种环状碳酸酯(cyclic carbonate)。
上述高介电常数酯的使用量较好是相对于电解液的全部溶媒不到80体积百分比，更好是50体积百分比或以下，最好是35体积百分比或以下，另外从负荷特性的观点出发较好是在1体积百分比或以上，更好是10体积百分比或以上，最好是25体积百分比或以上。
较好是使具有-SO2-键的化合物，特别是-O-SO2-键的溶媒溶解在电解液中。作为具有-O-SO2-键的溶媒选择的是1，3-丙磺内酯(1，3-propanesultone)、甲基乙烷硫酸酯(methylethyl sulphonate)以及硫酸二乙酯(diethyl sulphate)等。其含有量较好是在电解液中0.5重量百分比或以上，更好是1重量百分比或以上，另外较好是10重量百分比或以下，更好是5重量百分比或以下。
在非水电解液中也可以含有聚环氧乙烷(polyethyleneoxide)或聚甲基异丁烯酸酯(polymethyl methacrylate)等聚合物(polymer)成分，也可以用凝胶体(gel)状电解质。
电解液中电解质的浓度由于为1摩尔/升或以上的话安全性良好而是所希望的，更好是1.2摩尔/升或以上，另外，由于小于1.7摩尔/升的话负荷特性良好而是所希望的，更好是小于1.5摩尔/升。
电解液如下这样进行调制。制作体积比为1∶2的碳酸乙烯酯和碳酸甲基乙酯的混合溶媒，使LiPF6以1.2摩尔/升的浓度溶解在该混合溶媒中，在其中分别添加环己基苯(cyclohexylbenzene)和1，3-丙磺内酯，使其含有量为2重量百分比。
用以下要领制作上述电池。相对于盖6如上所述安装负极端子12、上下绝缘密封件10、11以及导线体14，再将电极体3收放在盒主体5内。
其次，将负极集电导线9、正极集电导线8分别按上述要领焊接在导线体14和盖6上(图1的状态)。然后，用激光将盖6焊接在盒主体5的开口周围边缘，将电解液注入注液孔中，密封注液孔13(图2的状态)，就完成了本发明的电池。
现在，一旦电池内压异常上升，电池盒1就产生膨胀变形。具体地如图4所示，盒主体5的前后侧壁的中央部分向外侧膨胀，盒主体5的左右侧壁以及下壁和盖6的设定面壁6a各中央侧凹曲变形成弯曲状。
一旦电池内压异常上升超过所定值时，盖6的设定面壁6a就介由切沟18、18弯曲呈基准短边6b侧上升而相对于中央部折弯。这时，如图4以及图5所示，该设定面壁6a的左右方向的中央侧因弹性恢复力回到平面状态。因此，属于上述设定面壁6a的左右方向中央侧被V字形沟15划分出的三角形的舌片部20成为不翘起来的留存状态并使薄壁16要向内侧拉伸而动作。
向该薄壁16下方的拉伸力在V字形沟15的中央弯曲部15a的地方变大，并且由于薄壁16相当于该中央弯曲部15a的地方为危险截面，所以薄壁16从相当于该该中央弯曲部15a的地方撕裂，电池内压从该裂纹得到释放。应该注意的是，在这里薄壁16不仅收到左右方向的拉伸力还受到内外厚度方向的拉伸力。
实施例2
图6表示的是作为本发明的对象的密封方形电池的实施例2，防爆阀2的V字形沟15是中央弯曲部15a朝向与实施例1反方向的右侧中央形成前后岔开的V字形状。其它的点由于与实施例1相同，所以对同一部件给与同一符号而省略其说明。
如图7所示，实施例2的防爆阀2介由切沟18、18盖6的设定面壁6a的基准短边6c侧向上翘起时，朝向中央侧的舌片部20向内侧动作，据此在对应于V字形沟15的中央弯曲部15a的地方薄壁16撕裂，电池盒1内的压力从该裂纹得以释放。
实施例3
在实施例3中，将电池盒1的下壁选为设定面壁6a，在该设定面壁6a的左侧基准短边的附近设置防爆阀2，其它与实施例1相同。
实施例4
在实施例4中，将电池盒1的下壁选为设定面壁6a，在该设定面壁6a的左侧基准短边的附近将防爆阀设置成V字形沟15的中央弯曲部15a与实施例同样朝向右侧中央，其它与实施例1相同。
实施例5
图8展示的是本发明的密封方形电池的实施例5，放爆阀2的V字形沟15俯视看去呈U字形，仅这一点与前面的实施例1不同，其它与实施例1相同。
比较例1
在比较例1中，作为防爆阀在电池盒1的盖6上设置开放孔，在开放孔上以堵住它的状态设置0.04mm厚的薄阀体。其它与实施例1相同。
比较例2
在比较例2中，在防爆阀2中，使V字形沟15所形成的薄壁16的厚度为0.35mm，其它与实施例1相同。
比较例3
在比较例3中，在防爆阀2中省去上述切沟18、18，其它与实施例1相同。
比较例4
在比较例4中，将盖6左侧的基准短边6c与切沟18在沟宽方向的中央之间的尺寸L6设定为1.0mm，其它与实施例1相同。
将本发明的实施例1-5的电池和比较例1-4的电池分别准备10个，进行上述加热实验和上述下落实验。表1给出了其结果。在加热实验中，以700mA的恒定电流进行1小时的充电使电池电压为4.2V，在150℃加热确认除防爆阀以外的地方有无电池的破裂。在下落实验中，从1.5m高使电池落下，确认电解液有无泄漏。
【表1】
  150℃贮藏时的电池破裂数(个)   下落实验时的漏液数(个)
  实施例1   0   0
  实施例2   0   0
  实施例3   0   0
  实施例4   0   0
  实施例5   0   0
  比较例1   1   5
  比较例2   4   0
  比较例3   3   1
  比较例4   4   0
在上述加热实验中，虽然每一个电池中电池盒1都像图4所示那样变形，但在实施例1-5的电池中，在防爆阀2的薄壁16产生裂纹，没有发现电池的破裂。另外，在实施例1-5的电池中，在上述下落实验中，没有看到任一电池发生了电解液的泄漏。
相对于此，在比较例1中，在加热实验中1个电池产生破裂，在下落实验中在半数的5个电池中薄壁面破裂电解液泄漏出来。在比较例2、4中4个电池产生破裂。在比较例3中，在加热实验中3个电池产生破裂，在掉落实验中一个电池电解液泄漏出来。还有，在比较例2、4中，在下落实验中没有电池电解液泄漏出来。
比较例1确认了仅是阀体厚为0.04mm的薄壁而对下落冲击很弱。可以认为在比较例2中电池产生破裂只是因为防爆阀2的薄壁16的厚使得难以破裂。可以认为比较例3的电池破裂较多只是因为没有切沟18、18使得盖6在防爆阀2的存在部位难以弯曲，薄壁16难以撕裂。
可以认为比较例4的电池破裂较多是因为防爆阀2过于接近盖6的基准短边6c，盖6的基准短边6c侧介由切沟18、18不会充分地向上翘起变形，即使电池膨胀，防爆阀2的薄壁16也难以撕裂。
还有，防爆阀2的V字形沟15即使与实施例5相反形成右侧敞开的U字形，在与实施例5同样的加热实验中电池也不产生破裂，另外在下落实验中也确认没有电解液的泄漏。即使防爆阀2设在电池盒1的左右一侧壁其上下某一短边附近，也确认得到了与实施例1、2同样的效果。
作为电极体3，在综合考虑到电池的生产效率、电池盒1的内部容积的有效利用、正负集电导线8、9和正负极的连接的难易度等时，较好是采用上述将正极和隔离片及负极重叠起来卷起来的结构，但是也可以采用以正极和隔离片及负极重叠起来的层叠体为一个单位，将它多层重叠起来的结构，还可以采用将正极和隔离片及负极重叠起来的带状的层叠体折叠起来重叠的结构。
本发明的防爆阀2中V字形沟15也可以是仅在上述设定面壁6a的内外的一侧面形成的方式。

Claims (5)

1.一种密封方形电池，其特征在于，具有：做成左右横宽的矩形电池盒、和选定上述电池盒上下左右的任一个的设定面壁而设在该设定面壁的基准短边附近的防爆阀，
上述防爆阀包括：V字型沟，其中央弯曲部位于上述设定面壁的前后方向中央部位并凹进形成在前后方向岔开的V字型或U字型、和由上述V字型沟形成的薄壁，在上述设定面壁上切入形成把上述V字型沟的前后端和上述设定面壁前后的长边连接起来的切沟。
2.如权利要求1所述的密封方形电池，其特征在于，上述电池盒包括：上面开口的有底方筒形的盒主体、将上述盒主体的开口上面封闭成密封状的盖，以上述盖的主面壁为上述设定面壁，在该设定面壁上设有防爆阀。
3.如权利要求1或2所述的密封方形电池，其特征在于，上述V字型沟由在上述设定面壁的内外凹进去而形成的凹沟组成，在内外的上述凹沟之间形成上述薄壁。
4.如权利要求1、2或3所述的密封方形电池，其特征在于，上述薄壁的厚度尺寸设定为0.05mm～0.3mm。
5.如权利要求4所述的密封方形电池，其特征在于，上述切沟的沟宽方向的中央和上述设定面壁的上述基准短边之间的尺寸设定在3.0mm～6.7mm的范围。
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009082956A1 (en) * 2007-12-25 2009-07-09 Byd Company Limited Electrochemical storage cell with blow out vents
CN1960027B (zh) * 2005-10-31 2010-08-18 日立麦克赛尔株式会社 密封方形锂离子电池
US8007935B2 (en) 2006-10-30 2011-08-30 Byd Co., Ltd. Plate assembly, core and lithium ion battery
US8092936B2 (en) 2007-12-25 2012-01-10 Byd Co. Ltd. Electrochemical cell having a coiled core
CN102376925A (zh) * 2010-08-13 2012-03-14 Sb锂摩托有限公司 二次电池
US8178230B2 (en) 2007-12-18 2012-05-15 Byd Co., Ltd. Battery pack
US8178225B2 (en) 2007-11-29 2012-05-15 Byd Co., Ltd. Battery and preparation method thereof
US8193770B2 (en) 2007-12-25 2012-06-05 BYD Co. Ltd Battery system for a vehicle having an over-current/over-temperature protective feature
US8276695B2 (en) 2007-12-25 2012-10-02 Byd Co. Ltd. Battery electrode sheet
CN102903864A (zh) * 2011-07-28 2013-01-30 三星Sdi株式会社 可再充电电池
US8420254B2 (en) 2007-12-25 2013-04-16 Byd Co. Ltd. End cover assembly for an electrochemical cell
CN103443962A (zh) * 2011-05-09 2013-12-11 新日铁住金株式会社 二次电池用电池罐
CN111033790A (zh) * 2017-08-22 2020-04-17 大和制罐株式会社 封口板
WO2024059963A1 (zh) * 2022-09-19 2024-03-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池及用电装置

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100551885B1 (ko) * 2003-10-20 2006-02-10 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이온 2차 전지
JP4665427B2 (ja) * 2004-04-15 2011-04-06 パナソニック株式会社 扁平型密閉電池
JP4624004B2 (ja) * 2004-05-31 2011-02-02 三洋電機株式会社 電池
KR20060102751A (ko) 2005-03-24 2006-09-28 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지
JP4881409B2 (ja) 2009-06-04 2012-02-22 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池
DE102010001533A1 (de) * 2010-02-03 2011-08-04 SB LiMotive Company Ltd., Kyonggi Batteriezelle mit einem Sicherheitsventil zur Entlüftung und Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsventils in einem Batteriegehäuse
JP5615682B2 (ja) * 2010-12-20 2014-10-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 円筒形二次電池
US10451897B2 (en) 2011-03-18 2019-10-22 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Components with multiple energization elements for biomedical devices
US8857983B2 (en) 2012-01-26 2014-10-14 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic lens assembly having an integrated antenna structure
JP6044818B2 (ja) * 2012-03-29 2016-12-14 株式会社Ｇｓユアサ 外装容器、蓄電素子
KR101724006B1 (ko) * 2013-09-13 2017-04-06 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US9715130B2 (en) 2014-08-21 2017-07-25 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods and apparatus to form separators for biocompatible energization elements for biomedical devices
US9383593B2 (en) * 2014-08-21 2016-07-05 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods to form biocompatible energization elements for biomedical devices comprising laminates and placed separators
US10361404B2 (en) 2014-08-21 2019-07-23 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Anodes for use in biocompatible energization elements
US10361405B2 (en) 2014-08-21 2019-07-23 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Biomedical energization elements with polymer electrolytes
US9599842B2 (en) 2014-08-21 2017-03-21 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Device and methods for sealing and encapsulation for biocompatible energization elements
US10627651B2 (en) 2014-08-21 2020-04-21 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods and apparatus to form biocompatible energization primary elements for biomedical devices with electroless sealing layers
US10381687B2 (en) 2014-08-21 2019-08-13 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods of forming biocompatible rechargable energization elements for biomedical devices
US9793536B2 (en) 2014-08-21 2017-10-17 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Pellet form cathode for use in a biocompatible battery
US9941547B2 (en) 2014-08-21 2018-04-10 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Biomedical energization elements with polymer electrolytes and cavity structures
DE102015209305A1 (de) 2015-05-21 2016-11-24 Robert Bosch Gmbh Sicherheitsvorrichtung für Batteriesysteme
KR102005488B1 (ko) * 2015-06-16 2019-10-01 주식회사 엘지화학 이차 전지용 셀 커버 및 이를 포함하는 배터리 모듈
US10345620B2 (en) 2016-02-18 2019-07-09 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods and apparatus to form biocompatible energization elements incorporating fuel cells for biomedical devices
US10658632B1 (en) * 2017-09-25 2020-05-19 Apple Inc. Battery housings for accommodating swelling of electrode assemblies
WO2021200440A1 (ja) * 2020-03-31 2021-10-07 三洋電機株式会社 円筒形電池
DE102020207109A1 (de) * 2020-06-05 2021-12-09 Elringklinger Ag Elektrochemische Zelle, Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Zelle, elektrochemisches System und Verfahren zur Herstellung eines elektrochemischen Systems
DE102020207110A1 (de) * 2020-06-05 2021-12-09 Elringklinger Ag Berstvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Berstvorrichtung

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3648807B2 (ja) * 1995-10-18 2005-05-18 Ｆｄｋ株式会社 防爆型電気素子
US5609972A (en) * 1996-03-04 1997-03-11 Polystor Corporation Cell cap assembly having frangible tab disconnect mechanism
JPH10261391A (ja) * 1997-03-17 1998-09-29 Sony Corp 非水電解液二次電池
JPH11185714A (ja) * 1997-12-25 1999-07-09 At Battery:Kk 非水電解液二次電池
JPH11250886A (ja) * 1998-03-04 1999-09-17 Serumu:Kk 二次電池の防爆構造
KR100274938B1 (ko) * 1998-08-25 2000-12-15 장용균 각형 리튬 이온전지의 안전 벤트
JP3734210B2 (ja) 1999-01-27 2006-01-11 Ｎｅｃトーキン栃木株式会社 密閉型電池
JP2000235872A (ja) * 1999-02-16 2000-08-29 Alps Electric Co Ltd 電池の感圧電路遮断機構
JP2001023596A (ja) * 1999-07-09 2001-01-26 Serumu:Kk 二次電池の防爆構造
JP2001143664A (ja) * 1999-11-16 2001-05-25 Gs-Melcotec Co Ltd 電 池
JP4716538B2 (ja) * 2000-03-09 2011-07-06 三洋電機株式会社 電池の安全弁及びその製造方法
KR200244258Y1 (ko) * 2000-09-29 2001-09-26 주식회사 엘지씨아이 이차전지의 안전판

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1960027B (zh) * 2005-10-31 2010-08-18 日立麦克赛尔株式会社 密封方形锂离子电池
US8007935B2 (en) 2006-10-30 2011-08-30 Byd Co., Ltd. Plate assembly, core and lithium ion battery
US8178225B2 (en) 2007-11-29 2012-05-15 Byd Co., Ltd. Battery and preparation method thereof
US8178230B2 (en) 2007-12-18 2012-05-15 Byd Co., Ltd. Battery pack
US8399116B2 (en) 2007-12-25 2013-03-19 Byd Co. Ltd. Optimized dimensional relationships for an electrochemical cell having a coiled core
US8404379B2 (en) 2007-12-25 2013-03-26 Byd Co., Ltd. Vehicle with a battery system
US8092936B2 (en) 2007-12-25 2012-01-10 Byd Co. Ltd. Electrochemical cell having a coiled core
US8193770B2 (en) 2007-12-25 2012-06-05 BYD Co. Ltd Battery system for a vehicle having an over-current/over-temperature protective feature
US8202644B2 (en) 2007-12-25 2012-06-19 Byd Co. Ltd. Protection cover for an end cap assembly of a battery cell
US8276695B2 (en) 2007-12-25 2012-10-02 Byd Co. Ltd. Battery electrode sheet
US10381632B2 (en) 2007-12-25 2019-08-13 Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited Construction of electrochemical storage cell with conductive bridge
US8383257B2 (en) 2007-12-25 2013-02-26 Byd Co. Ltd. Electrochemical storage cell with blow out vents
WO2009082956A1 (en) * 2007-12-25 2009-07-09 Byd Company Limited Electrochemical storage cell with blow out vents
US9741996B2 (en) 2007-12-25 2017-08-22 Byd Co. Ltd. Construction of electrochemical storage cell
US8420254B2 (en) 2007-12-25 2013-04-16 Byd Co. Ltd. End cover assembly for an electrochemical cell
US10147930B2 (en) 2007-12-25 2018-12-04 Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited Construction of electrochemical storage cell with conductive block
EA019090B1 (ru) * 2007-12-25 2014-01-30 Бид Компани Лимитед Электрохимический аккумуляторный элемент с отводными клапанами
US8865335B2 (en) 2007-12-25 2014-10-21 Byd Co. Ltd. Electrochemical storage cell
CN102376925A (zh) * 2010-08-13 2012-03-14 Sb锂摩托有限公司 二次电池
US9118061B2 (en) 2010-08-13 2015-08-25 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
CN102376925B (zh) * 2010-08-13 2015-10-21 三星Sdi株式会社 二次电池
CN103443962A (zh) * 2011-05-09 2013-12-11 新日铁住金株式会社 二次电池用电池罐
CN103443962B (zh) * 2011-05-09 2014-10-29 新日铁住金株式会社 二次电池用电池罐
CN102903864A (zh) * 2011-07-28 2013-01-30 三星Sdi株式会社 可再充电电池
CN111033790A (zh) * 2017-08-22 2020-04-17 大和制罐株式会社 封口板
WO2024059963A1 (zh) * 2022-09-19 2024-03-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池及用电装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP4404300B2 (ja) 2010-01-27
JP2005108584A (ja) 2005-04-21
KR100883179B1 (ko) 2009-02-12
CN100433408C (zh) 2008-11-12
KR20050031908A (ko) 2005-04-06
US20050069760A1 (en) 2005-03-31
US7732090B2 (en) 2010-06-08

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