JP2000021380A

JP2000021380A - ラプチャー板

Info

Publication number: JP2000021380A
Application number: JP10185216A
Authority: JP
Inventors: Shogo Tanno; 昌吾丹野; Mitsuhiro Marumoto; 光弘丸本; Atsushi Omae; 淳御前; Kazuo Kinoshita; 和夫木下
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】製造およびハンドリングの容易なラプチャー
板を提供することを課題とする。【解決手段】段差型易破断性条、窪み型易破断性条、
ノッチ型易破断性条など易破断性条をラプチャー板の中
心部から周囲に向けて放射方向に延在せしめることを特
徴とする。【効果】易破断性条を厚肉となし得て、ラプチャー板
の製造およびそのハンドリングが一層容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はラプチャー板に関
し、詳しくは各種の密閉型電池用として、就中電解液内
蔵型リチウム二次電池用として好適なラプチャー板に関
する。

【０００２】

【従来の技術】リチウム二次電池内の電解液は、何らか
の異常により高温度となると気化して電池内を高圧化
し、電池を爆発せしめる危険性がある。このために通常
のリチウム二次電池は、かかる爆発事故の発生を防止す
るための安全装置を内蔵している。この安全装置中にあ
って、ラプチャー板が、よく知られているように爆発事
故防止上で重要な機能をなす。即ちラプチャー板は、電
池の内圧が急上昇した場合には、自ら破裂して電池の高
内圧を大気中に放出して電池の爆発を回避する。近時、
電解液内蔵型リチウム二次電池の高起電力並びに高電池
容量の長所に着目してその需要が年々着実に増加してお
り、その需要増加に伴って斯界では該二次電池の一層の
安全性を確立する要求が高まっている。

【０００３】ラプチャー板は、電池が爆発する圧力より
低い適当な圧力で破裂する必要があるので、基本的に低
耐圧性を有しなければならない。一方、過度に低耐圧性
であると、僅かな外力で破損するので電池の製造時にお
けるハンドリングが困難となる。このために低耐圧性で
ありながらハンドリング性の良好なラプチャー板を得る
ために、従来は機械的強度が比較的高い金属板を素材と
して採用し、その片面の略中心にノッチを円形に形成し
てそれを易破断性条としたものをラプチャー板として用
いてきた。図１２はその上面図であり、図１３は図１２
のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図１２と図１３にお
いて、ＲＰはラプチャー板、Ｗはラプチャー板ＲＰの片
面に円形に形成されたノッチの存在に依る易破断性条で
あり、Ｇは易破断性条Ｗを形成するノッチであり、Ｒは
易破断性条Ｗの薄肉部である。

【０００４】ノッチＧを有する円形の易破断性条Ｗの存
在により、ラプチャー板ＲＰはその低耐圧性が確保さ
れ、またラプチャー板ＲＰの他の箇所はもともと機械的
強度が比較的高いので、ハンドリング性も良い。しかし
ながら円形の易破断性条Ｗは、後記する通り、未だ易破
断性において充分でない問題があって、このためにノッ
チＧを一層深くする必要がある。しかしノッチＧを一層
深くすると、ラプチャー板ＲＰの機械的強度が低下して
その製造やハンドリング上に悪影響を及ぼすのみなら
ず、易破断性条Ｗの破断強度の、しかしてラプチャー板
ＲＰの破裂強度のバラツキが増大しがちとなって、電池
の安全性についての信頼度を低下せしめることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記に鑑みて本発明
は、製造およびハンドリングの容易なラプチャー板を提
供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するためにつぎの手段を有する。 (1) ラプチャー板材の一部の面を押圧することにより形
成された段差における二つの段間に存在する薄肉部を易
破断性部とする段差型易破断性条の少なくとも１条が、
電池の内圧により生じるラプチャー板の山状膨らみ箇所
の中腹における周長の増大により左右に引き裂かれる方
向に延在していることを特徴とするラプチャー板。 (2) 左右に引き裂かれる方向に延在している該段差型易
破断性条の複数条が、他の段差型易破断性条と共に一筆
書き状に連続してなる上記(1) 記載のラプチャー板。 (3) ラプチャー板材の片面でのノッチ形成処理にて形成
されたノッチ部を易破断性部とするノッチ型易破断性条
の少なくとも１条が、電池の内圧により生じるラプチャ
ー板の山状膨らみ箇所の中腹における周長の増大により
左右に引き裂かれる方向に延在しており、且つ他のノッ
チ型易破断性条と共に一筆書き状に連続していることを
特徴とするラプチャー板。 (4) 電解液内蔵型リチウム二次電池用である上記(1) ま
たは(2) 記載のラプチャー板。 (5) 電解液内蔵型リチウム二次電池用である上記(3) 記
載のラプチャー板。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明のラプチャー板は、易破断
性部が後記する通りにスジ状を呈するもの、即ち易破断
性条を有する。かかる易破断性条としては、後記する段
差型易破断性条、ノッチ型易破断性条などが採用され
る。

【０００８】段差型易破断性条は、ラプチャー板材の一
部の面を押圧することにより形成された段差における二
つの段間に存在する薄肉部を易破断性部とするものであ
る。図１〜図３は、いずれも本発明の実施例の部分断面
図であって、ラプチャー板において段差型易破断性条が
形成されている部分を示し、ＲＰはラプチャー板、Ｒ１
はラプチャー板ＲＰに形成された段差型易破断性条の断
面、Ｓは段Ｓ１と段Ｓ２とからなる段差である。段差型
易破断性条Ｒ１は、段差Ｓの段Ｓ１と段Ｓ２との間に存
在する薄肉部である。段差型易破断性条Ｒ１は、図１の
実施例では同図上において水平の方向に存在し、図２の
実施例では同図上において垂直の方向に存在する。勿
論、段差型易破断性条Ｒ１を傾斜方向に形成してもよ
い。図１〜図３に示す各段差型易破断性条は、ラプチャ
ー板材の一部の面を押圧することにより形成することが
できる。図１の実施例についてその形成例を図４〜図５
により説明する。図４に示す加工前は平板状であるラプ
チャー板材ＲＰ’を、図５に示す通り、一対の金型Ｋに
て上下からプレスして段差Ｓと段差型易破断性条Ｒ１と
を形成し、かくしてラプチャー板ＲＰを得る。

【０００９】図１〜図３において、段差型易破断性条Ｒ
１における薄肉部の長さＬと厚さＨは、ラプチャー板Ｒ
Ｐの全体の寸法、未加工部分の厚み、あるいは形成材料
などによって異なるが、一般的には長さＬは０〜５０μ
ｍ程度であり、厚さＨは４０〜１５０μｍ程度である。
図１、図２の各実施例における長さＬを０とすると、図
３に示す実施例が得られる。

【００１０】ノッチ型易破断性条は、ラプチャー板材の
片面での局部的なノッチ形成処理にて形成されたノッチ
部を易破断性部とするものである。図６は、本発明の実
施例の部分断面図であって、前記した図１３に示すそれ
と本質的に同じである。図６は、ラプチャー板ＲＰのノ
ッチ形成処理にて設けられたノッチ状の窪みＧの下に形
成されている薄肉部Ｒ２の部分を示す。Ｒ２の厚みＨに
ついては、段差型易破断性条Ｒ１について上記した値が
ここでも当てはまる。なおノッチ状の窪みＧは、図示す
る通りのＶ字状である他、Ｕ字状、Ｖ字とＵ字の中間形
状などであってもよい。

【００１１】本発明において上記した各種の易破断性条
の少なくとも１条は、電池の内圧により生じるラプチャ
ー板の山状膨らみ箇所の中腹における周長の増大により
左右に引き裂かれる方向に延在せしめられる。易破断性
条の該延在方向について、つぎに説明する。電池内圧が
上昇すると、ラプチャー板は常態時の平板状態から山状
に膨れる。その山状膨らみ箇所は、通常、ラプチャー板
の平面上での中心あるいはその近傍が山頂となるように
生じるが（後記する図１１に使用されているラプチャー
板のように中心に窪み５３２を有する場合には、山頂に
この窪みが残存するが）、ラプチャー板に厚みムラなど
がある場合には、上記の中心あるいはその近傍から多少
離れた箇所を山頂として生じることもある。いずれにせ
よ、かかる山状膨らみ箇所を地図と同じ方法で表現する
と、山状膨らみ箇所の山頂を中心として同心円状の、あ
るいは膨らみに歪みがある場合には疑似同心円状の、等
高線を描くことになる。上記で言う山状膨らみ箇所の中
腹とは山状膨らみ箇所の裾野から山頂までの間であり、
また中腹における周長とは、丁度、各等高線の全長に該
当する。該周長は、山状の膨らみ箇所の膨らみの程度が
増大するにつれて長くなる。いま、上記した等高線のな
かから任意に選択した一等高線に着目して、それの法線
方向、換言すると、等高線と直交する方向に易破断性条
を延在せしめると、該易破断性条はラプチャー板の膨ら
みの増大と共に等高線、即ち周長が長尺化せんとする力
により左右に引き裂かれることになる。等高線と直交す
る方向でなく、等高線と傾斜する方向に易破断性条を延
在せしめても、直交の場合より引き裂き力は低下する
が、同様に左右に引き裂かれる。

【００１２】しかして本発明における易破断性条の延在
方向とは、上記から理解される通り、等高線と直交ある
いは傾斜する方向を意味する。ただし、傾斜の程度が過
大であると引き裂き力が大きく低下するので、傾斜の程
度は等高線の法線に対して６０°程度以下、特に４５°
程度以下とすることが好ましい。本発明における易破断
性条の該延在方向は、一般的には、ラプチャー板の中心
あるいはその近傍からラプチャー板の周辺に向かう放射
方向あるいはそれに近い方向である。よって以下におい
て、上記した周長の増大により左右に引き裂かれる方向
を、「放射方向」と略称する。

【００１３】ラプチャー板は、その山状の膨らみによっ
て周長の比較的大きな長尺化を伴い、しかして易破断性
条の左右への引き裂き力が生じる。よってかかる理由か
ら放射方向に延在する易破断性条は、ラプチャー板の軽
度の膨らみによっても破断する。このために易破断性条
を形成する薄肉部を従来以上に厚肉としてその部分の機
械的強度を高めることができる。易破断性条の薄肉部を
厚肉とすることは、ラプチャー板の製造やそのハンドリ
ングなどを一層容易となし、一層品質の安定したラプチ
ャー板の製造を可能にする。

【００１４】ここで序に図１２〜図１３に示す従来例の
問題を説明しておくと、そこでの易破断性条はラプチャ
ー板の平面上での中心と同心円状に延在しているので、
上記の説明における等高線の法線に対する傾斜度が９０
°（等高線と平行）の場合に相当するので、周長の増大
により左右への引き裂き力を受けることができない。よ
ってその破断は、専らラプチャー板の膨れに基づく上記
等高線の法線方向での引き裂き力に依存するが、該法線
方向でのラプチャー板の伸長度は周方向の伸長度と比較
して小さいので、その破断はラプチャー板が高度に膨ら
むことを必要とする。あるいは、易破断性条を薄肉化し
て破断強度を小さくする必要がある。しかし易破断性条
の薄肉化は、厚肉化の場合と逆に、ラプチャー板の製
造、そのハンドリング性などを一層困難にする。

【００１５】図７〜図１０は、いずれも本発明の実施例
の上面図（あるいは平面図）であって、ＲＰはラプチャ
ー板、Ｃはラプチャー板ＲＰの中心、Ｒ４およびＲ５は
段差型易破断性条である。Ｒ４およびＲ５の易破断性条
のうち、易破断性条Ｒ４は放射方向に延在しており、易
破断性条Ｒ５は非放射方向に延在している。図７〜図１
０の実施例のうち、図７の実施例のみ、その各易破断性
条Ｒ４の内側端はラプチャー板ＲＰの中心Ｃの近傍で行
き止まりとなっている。一方、残る図８〜図１０の実施
例では各易破断性条Ｒ４の両端は易破断性条Ｒ５により
全体として一筆書き状に連続している。

【００１６】即ち、図７の実施例では、中心Ｃの近傍か
ら２条づつ並行して十字状に周囲に延びる４組の、合計
８条の易破断性条Ｒ４を有し、各組の外側端同士は易破
断性条Ｒ５にて連結されている。

【００１７】図８の実施例では、６条の易破断性条Ｒ４
の各外側端が１条の易破断性条Ｒ５にて連結されてお
り、また該６条の易破断性条Ｒ４の各内側端が１条の易
破断性条Ｒ５にて連結されていて、全体として扇風機の
三枚羽根形の一筆書き状に連続している。

【００１８】図９の実施例では、１０条の易破断性条Ｒ
４の各外側端が１条の易破断性条Ｒ５にて連結されてお
り、また該１０条の易破断性条Ｒ４の各内側端が１条の
易破断性条Ｒ５にて連結されていて、全体としてヒト形
に一筆書き状に連続している。

【００１９】図１０の実施例では、８条の易破断性条Ｒ
４の各外側端が１条の易破断性条Ｒ５にて連結されてお
り、また該８条の易破断性条Ｒ４の各内側端が１条の易
破断性条Ｒ５にて連結されていて、全体として十字形に
一筆書き状に連続している。

【００２０】図７〜図１０の各実施例において、易破断
性条Ｒ４および易破断性条Ｒ５の全部が段差型易破断性
条であってもよく、あるいは易破断性条Ｒ４の一部また
は全部が段差型易破断性条であって残りはノッチ型易破
断性条であってもよい。しかし本発明においては、易破
断性条Ｒ４および易破断性条Ｒ５の全部が段差型易破断
性条であって、且つ任意の形状にて一筆書き状に連続し
ているものが易破断性条の形成の容易さ、並びに段差型
易破断性条を形成するための金型が長寿命であることな
どから特に好ましい。なお、易破断性条Ｒ４における前
記した薄肉部の長さＬと厚さＨは、条の長手方向におい
て一定であってもよく、あるいは変化、例えば、一方方
向に単調に増減していてもよい。例えば図７の実施例で
は、その各易破断性条Ｒ４の内側端は、ラプチャー板Ｒ
Ｐの中心Ｃの近傍で行き止まりとなっているので、該中
心Ｃに向かって薄肉部の厚さＨが漸次減少する構造とす
ると、金型による形成が容易となる。

【００２１】上記した易破断性条のうち、ノッチ型易破
断性条のみを採用する場合、それの少なくとも１条、好
ましくは複数条を放射方向に延在せしめ、且つ非放射方
向に延在するノッチ型易破断性条と共に図８〜図１０の
ように一筆書き状に連続して形成される。一筆書き状に
連続することにより、ノッチ型易破断性条でも良好な破
断性を示す。

【００２２】本発明のラプチャー板は、従来のそれと同
様の方法で使用することができる。図１１は、本発明の
ラプチャー板を電解液内蔵型のリチウム二次電池に適用
した場合の該リチウム二次電池の一部断面図である。

【００２３】図１１において、１は鉄製の電池缶、３２
は発電要素体（図示せず）の上部から延在する正極リー
ド、５は電池の安全構造を有する正極蓋、６は電池缶１
の上部に電池缶１と一体的に形成された正極蓋ケース、
７は正極蓋５を正極蓋ケース６から絶縁するための電気
絶縁ガスケット、８は電池缶１の壁に設けられ、電池缶
１と正極蓋ケース６とを区分する絞りである。

【００２４】正極蓋５は、ガス抜き孔５１１を有する正
極キャップ５１、ドーナツ状のＰＴＣ（Positive Tempe
rature Coefficient )板５２、および本発明の一実施例
のラプチャー板ＲＰとが電気絶縁ガスケット７’を介し
てかしめ金具６’のかしめにより一体的に固定された構
造を有する。正極蓋５においては、かしめ金具６’は、
正極キャップ５１の周端に該キャップと一体的に形成さ
れている。

【００２５】かしめ金具６’は、高機械的強度を有する
金属材、例えばＳＵＳ、炭素鋼、鉄など、弾性係数が１
５，０００〜２５，０００ｋｇ／ｍｍ²程度のもので形
成されている。

【００２６】正極キャップ５１は、鉄、ＳＵＳなどの導
電性金属材にて形成される。よって、かしめ金具６’と
正極キャップ５１とは、ＳＵＳなどの高機械的強度を有
する導電性金属材にて一体的に形成することが特に好ま
しい。

【００２７】電気絶縁ガスケット７’は、かしめ金具
６’とラプチャー板ＲＰの裏面５３３との間、かしめ金
具６’とラプチャー板ＲＰの側面５３４との間、および
かしめ金具６’とＰＴＣ板５２の側面５２１との間には
存在している。しかしその上端７１’は、ＰＴＣ板５２
の上面５２２以下の高さであるので、電気絶縁ガスケッ
ト７’は、ＰＴＣ板５２の上には存在していない。

【００２８】図１１において、９は貫通孔９１を有する
アルミニウム製のインナーターミナル板であり、１０は
貫通孔１０１を有し且つインナーターミナル板９を補強
するためのアルミニウム製の補強板である。補強板１０
は、電気絶縁シート１１を介してラプチャー板ＲＰの裏
面に設置されており、インナーターミナル板９は、補強
板１０の裏面に設置され且つその上面の略中央において
ラプチャー板ＲＰの中央に形成された窪み５３２の裏面
とスポット溶接されている。

【００２９】正極蓋５は、電池缶１の上部端部にかしめ
により設置しても該かしめによる変形を受けないので、
正極蓋５が有する良好な気密性が保持される。よって正
極蓋５を使用したリチウム二次電池は、常態においては
電解液の漏れ事故がない。またインナーターミナル板９
は貫通孔９１を有し、補強板１０も貫通孔１０１を有す
るので、電池内の圧力はそれら貫通孔９１、１０１を介
してラプチャー板ＲＰに直接掛かるようになっている。
したがって電池に異常が発生して電池内の圧力が上昇し
ても、インナーターミナル板９は貫通孔９１と補強板１
０とにより変形せず、一方、ラプチャー板ＲＰは上方に
山状に膨らむ方向に変形するので上記のスポット溶接が
破壊して両者間の電気的導通が効果的に遮断され、また
ラプチャー板ＲＰは所定の高圧により破裂して電池内の
高圧力を正極キャップ５１に設けたガス抜き孔５１１か
ら外部に逃がすので、電池を爆発事故から守ることがで
きる。

【００３０】

【発明の効果】本発明のラプチャー板は、放射方向に延
在する易破断性条を有し、該易破断性条には電池の内圧
上昇によるラプチャー板の膨らみによって破断し易いよ
うに破断力が効果的に作用する。よって本発明では、易
破断性条を形成する薄肉部を従来以上に厚肉としてその
部分の機械的強度を高めることができるので、ラプチャ
ー板の製造やそのハンドリングなどが一層容易となる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の部分断面図である。

【図２】本発明の他の実施例の部分断面図である。

【図３】本発明の他の実施例の部分断面図である。

【図４】図１に示す実施例の製造方法の説明図である。

【図５】図１に示す実施例の製造方法の説明図である。

【図６】本発明の他の実施例の部分断面図である。

【図７】本発明の実施例の上面図（あるいは平面図）で
ある。

【図８】本発明の他の実施例の上面図（あるいは平面
図）である。

【図９】本発明の他の実施例の上面図（あるいは平面
図）である。

【図１０】本発明の他の実施例の上面図（あるいは平面
図）である。

【図１１】本発明のラプチャー板を電解液内蔵型リチウ
ム二次電池に適用した場合の該リチウム二次電池の一部
断面図である。

【図１２】従来のラプチャー板の上面図である。

【図１３】図１２のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

ＲＰラプチャー板Ｒ１段差型易破断性条Ｓ段差Ｓ１段Ｓ２段Ｒ３ノッチ型易破断性条の薄肉部Ｒ４放射方向に延在する易破断性条Ｒ５非放射方向に延在する易破断性条

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者御前淳兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者木下和夫兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内Ｆターム(参考） 5H012 AA01 BB02 DD01 DD05 EE04 FF01 GG01 JJ02 5H022 AA09 BB11 CC12 CC13 EE01 KK01 5H029 AJ12 AL12 AM01 BJ27 CJ03 DJ03 DJ12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ラプチャー板材の一部の面を押圧するこ
とにより形成された段差における二つの段間に存在する
薄肉部を易破断性部とする段差型易破断性条の少なくと
も１条が、電池の内圧により生じるラプチャー板の山状
膨らみ箇所の中腹における周長の増大により左右に引き
裂かれる方向に延在していることを特徴とするラプチャ
ー板。
【請求項２】左右に引き裂かれる方向に延在している
該段差型易破断性条の複数条が、他の段差型易破断性条
と共に一筆書き状に連続してなる請求項１記載のラプチ
ャー板。
【請求項３】ラプチャー板材の片面でのノッチ形成処
理にて形成されたノッチ部を易破断性部とするノッチ型
易破断性条の少なくとも１条が、電池の内圧により生じ
るラプチャー板の山状膨らみ箇所の中腹における周長の
増大により左右に引き裂かれる方向に延在しており、且
つ他のノッチ型易破断性条と共に一筆書き状に連続して
いることを特徴とするラプチャー板。
【請求項４】電解液内蔵型リチウム二次電池用である
請求項１または２記載のラプチャー板。
【請求項５】電解液内蔵型リチウム二次電池用である
請求項３記載のラプチャー板。