JP2000067841A - 密閉型電池ケース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 密閉型電池において、電池内部圧力が異常上
昇しガス抜き穴が開放されて電池内部ガスが放出される
際の、電池内容物によるガス抜き穴の閉塞を防止できる
電池ケースであって、電池内に別途スペースおよび別途
部品を必要としない簡単な構造の電池ケースを提供す
る。 【解決手段】 ガス抜き穴３を有し、電池を構成する内
容物５を内部に密閉する壁面部材２と、ガス抜き穴３に
接合され、電池内部圧力が所定圧に達したときに電池内
のガスを電池外部に放出させるガス抜き穴封口部材４と
を有する電池ケース１であって、電池内ガス放出時に内
容物５がガス抜き穴３を閉塞しないように、ガス抜き穴
３の周囲に、壁面部材２またはガス抜き穴封口部材４の
一部を電池内部側に突出させて形成されたガス抜き穴閉
塞防止手段６ａを設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池の内部圧力が
所定圧に達した際に電池内部のガスを電池外部に放出さ
せる安全装置を備えた密閉型電池ケースに関する。

【０００２】

【従来の技術】電話、パソコン等の通信機器、情報関連
機器のコードレス化、小型化や、電気自動車への関心の
高まりから、電源となる電池の大容量化、高エネルギー
密度化が急速に進展している。ニッケルカドミウム電
池、ニッケル水素電池を経て、現在ではリチウム電池が
一部の分野で実用化されるに至っている。

【０００３】リチウム電池をはじめとするこの様な高エ
ネルギー密度の電池では、高活性な電池反応が起こるが
ゆえに高い安全性が求められる。例えば、電池内部の短
絡、過充電、加熱等の原因から、電池内部でガスが多量
に発生して電池容器の内圧が異常に上昇し、電池容器が
破裂するといった不測の事態にも対処しなければならな
い。そこでリチウム電池等の密閉型電池の電池ケースで
は、通常、電池の内部圧力が所定圧以上になった場合
に、内部に発生したガスを外部に放出する安全装置が設
けられている。

【０００４】この安全装置は、電池ケースにガス抜き穴
を設け、このガス抜き穴に例えば肉圧の薄い金属または
樹脂を接合させることにより固定し、この金属または樹
脂を破裂弁として用いるようなものが一般的である。電
池の内部圧力が電池の異常により急増した場合は、この
破裂弁が破裂し、電池内部のガスを外部に放出するよう
に機能して、電池内部を減圧するものである。

【０００５】ところが、ガス抜き穴に破裂弁を接合した
だけの構造の安全装置では、破裂弁が作動した際に、噴
出するガスとともに電池内容物（例えば、シート状電
極、セパレータ等）も吹き出ようとするため、電池内容
物によってガス抜き穴が閉塞され、閉塞された以後で
は、電池内のガスを外部へ放出することができなくなる
場合も想定される。この様な事態を防止するため、従来
は、電池内容物と破裂弁との間に、インシュレータと呼
ばれる隔壁または隔膜（絶縁板）を、あるいは、ガスが
通過可能な孔をもつフレームを設ける等していた。

【０００６】しかし、インシュレータ等の手段を用いて
電池内容物を遮るためには、インシュレータ等が破裂弁
と直接密着しないようにする必要があり、電池に余分な
スペースを設けなければならい。このことは電池のエネ
ルギ密度の減少につながり好ましくない。また、電池の
構成によっては、インシュレータ等を用いることができ
ない場合があるばかりでなく、インシュレータ等の破損
によりインシュレータ等自体がガス抜き穴を閉塞する可
能性もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな、電池内部圧力異常上昇の際の電池内部ガスの放出
に伴う、電池内容物によるガス抜き穴の閉塞という問題
を解決するためになされたものであり、電池内に別途ス
ペースおよび別途部品を必要とせずに、確実にガス抜き
穴の閉塞を防止できる電池ケースを提供することを課題
としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、ガス抜き穴
の周囲に突起を設けることにより、ガスの放出に伴って
ガス抜き穴に向かって移動する電池内容物がガス抜き穴
を閉塞することを防止できることに着目し、以下の発明
に想到するに至った。本発明の密閉型電池ケースは、ガ
ス抜き穴を有し、電池を構成する内容物を内部に密閉す
る壁面部材と、該ガス抜き穴に接合され、電池内部圧力
が所定圧に達したときに電池内のガスを電池外部に放出
させるガス抜き穴封口部材とを有する電池ケースであっ
て、電池内ガス放出時に前記内容物が前記ガス抜き穴を
閉塞しないように、前記ガス抜き穴の周囲に、前記壁面
部材または前記ガス抜き穴封口部材の一部を電池内部側
に突出させて形成されたガス抜き穴閉塞防止手段を設け
たことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の電池ケースの実施
の形態について説明する。本発明の電池ケースは、電池
を構成する内容物を密閉する構造の電池であれば、いず
れの種類の電池に対しても使用できる。例えばニッケル
カドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウム電池等で
ある。特にリチウム電池は、有機電解液を使用している
ためより高い安全性が要求されることから、本発明の電
池ケースを使用する効果が大きいといえる。

【００１０】密閉型電池ケースは、電池の形状によっ
て、円筒型、角型等種々のものが用いられ、それぞれの
形状に応じた壁面部材により構成される。一般的には、
ケース本体と蓋体に別れ、ケース本体内に、正極、負極
およびセパレータ等から構成される電極体を電解液とと
もに収納し、蓋体で開口部を封口するような構造となっ
ている。

【００１１】ガス抜き穴は、ケース本体あるいは蓋体の
いずれの壁面部材に設けられるものであってもよく、そ
の数にも制限はない。しかし、密閉型の電池の場合、通
常時には、電解液等が漏洩しないように封口する必要が
あるため、異常時のガス抜きのために必要となる最小限
の大きさのものが、最小限の数だけ設けられるのが一般
的である。

【００１２】ガス抜き穴を封口するガス抜き穴封口部材
は、通常時には壁面部材に接合されてガス抜き穴を塞い
だ状態であり、電池の内部圧が上昇して所定の圧力に達
した際にガス抜き穴を開放させるものであればよい。例
えば、金属あるいは樹脂の薄膜あるいは板状物をガス抜
き穴を覆うようにして壁面部材に溶接、接着等されたも
のであって、電池内部圧力が所定圧に達したときに、破
断あるいは破裂する、いわゆる破裂弁のようなものを用
いることができる。また、樹脂等の栓状のものであっ
て、通常時にはガス抜き穴を填塞するように壁面部材に
接合され、内部圧上昇時に内部圧によって抜脱されてガ
ス抜き穴を開放させるようなもの等であってもよい。

【００１３】電池内部圧力が上昇し、ガス抜き穴封口部
材が破裂、抜脱等して、ガス抜き穴が開放された場合、
ガス抜き穴から噴出しようとするガスの力で、シート状
の電極、セパレータ等の電池内容物もガス抜き穴に向か
って移動し、ガス抜き穴が設けられている壁面部材ある
いはガス抜き穴封口部材に密着してガス抜き穴を閉塞し
てしまう。ガス抜き穴が閉塞された後は、電池の内部圧
力を減圧させることができなくなってしまう。そこで本
発明では、これを防止するためにガス抜き穴閉塞防止手
段を設けている。

【００１４】本発明のガス抜き穴閉塞防止手段は、ガス
抜き穴の周囲に、電池内部に向けて突出する凸部を形成
させたものである。この凸部は、壁面部材から突出する
ように形成されるものであってもよく、また、破裂弁等
のようにガス抜き穴封口部材がガス抜き穴開放時に壁面
から離脱しないものであれば、このガス抜き穴封口部材
から突出するように形成されるものであってもよい。ま
た、閉塞防止を確実にするためには、凸部は、ガス抜き
穴を囲むように、数箇所設けるのが好ましい。凸部の突
出長は、壁面部材と電池内容物との密着を回避できれば
よく、あまり突出長が長いと電池内部デッドスペースが
多くなり電池のエネルギー密度を減少させることから、
ガス抜き穴の閉塞が確実に防止できるのであれば、でき
るだけ短いほうがよい。

【００１５】凸部は、棒状、板状等の形状をした別部材
を、溶接、接着、カシメ等の手段によって接合するもの
であっても構わないが、壁面部材あるいはガス抜き穴封
口部材をプレス、折り曲げ等することによって形成させ
るのが、新たに部品を必要としないという点で、より簡
便なガス抜き穴閉塞防止手段となる。本発明では、凸部
を設けてなるガス抜き穴閉塞防止手段の存在により、電
池内容物は壁面部材に密着することができず、壁面部材
と電池内容物との間隙が確保され、この間隙を通ってガ
スがスムーズに電池外部へ放出されることになる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の密閉型電池ケースの種々の実
施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。以
下の実施例は、円筒型電池の円形端面部（底部あるいは
蓋体部）にガス抜き穴を設けた電池ケースについて行う
が、本発明の電池ケースは、電池の形状、ガス抜き穴の
位置等について、本実施例の態様に限定されるものでな
く、角型電池等他の形状の電池にも、またガス抜き穴の
位置が側面にある電池ケースについても適用できるもの
である。なお、図面については、要部のみを模式的にあ
らをしたものであるため、細部の形状、縮尺等について
まで正確に表現したものとなっていない。

【００１７】〈第１実施例〉図１に、本実施例の電池ケ
ースを使用した電池であって、電池ケースの壁面部材の
一部を取り除いた円筒型電池の外観を示す。円筒型電池
は、電池ケース１と、電池ケース１の中に収納されてい
る電池内容物５とから構成されている。電池ケース１は
円筒端面および側面を形作る壁面部材２を有し、円筒端
面部の壁面部材２にはガス抜き穴３が設けられている。
壁面部材２の電池内部側の面には、ガス抜き穴３を覆う
ようにして、破裂弁の役割を果たす金属または樹脂製の
薄膜または薄板状のガス抜き穴封口部材４が接合されて
いる。そして、ガス抜き穴封口部材４には、電池内部に
向かってに突出するガス抜き穴閉塞防止手段６ａが設け
られている。電池内容物５は、正極および負極をセパレ
ータを介してロール状に捲回し電解液を含浸させた電極
体を形成している。

【００１８】図２に、本実施例の電池ケースのガス抜き
穴閉塞防止手段を示す。このガス抜き穴閉塞防止手段
は、ガス抜き穴封口部材４の一部を折り曲げることによ
って、ガス抜き穴３の周囲に凸部を形成させたものであ
る。図２（ａ）は、電池内部側に視点を移した図であ
り、凸部を形成させる前の状態を示している。本実施例
のガス抜き穴封口部材４は、角型板状のものを用いてお
り、円形のガス抜き穴３を覆うように電池ケースの壁面
部材２に接合されている。接合部７は、通常時に電池内
ガスがガス抜き穴封口部材４と壁面部材２との合わせ面
を通って電池外部に抜けないように、ガス抜き穴３の周
囲の全周にわたっている。接合には、電池ケースの壁面
部材２およびガス抜き穴封口部材４のいずれもが金属の
場合は、レーザー溶接、抵抗溶接等の溶接等の手段を用
いることができ、いずれか一方が樹脂の場合は接着等の
手段を、またいずれもが樹脂の場合は加熱による融着等
の手段を用いることができる。

【００１９】図２（ｂ）は、角型のガス抜き穴封口部材
４の各頂を電池内部側に折り曲げることによって、ガス
抜き穴３の周囲の位置にあって電池内部側に突出した凸
部６ａを形成させた状態を示す。この凸部６ａが、後に
説明するガス抜き穴閉塞防止手段となる。本実施例で
は、このように折り曲げという非常に簡単な方法によっ
て凸部を形成できるという利点があり、また、壁面部材
２とガス抜き穴封口部材４以外には何ら別途部品を必要
としないという利点がある。

【００２０】なお、本実施例では、ガス抜き穴封口部材
４を接合した後に凸部を形成したが、予め折り曲げてお
いたガス抜き穴封口部材を接合するものであってもよ
い。この場合、円形板状のガス抜き穴封口部材を用い、
この周囲を全周にわたって折り曲げて盆のような形状と
し、折り曲げた一部を切り欠くようにしてガスの通り道
を確保するようなものであってもよく、凸部の形状は図
示した形状のものに限定されるものではない。さらにま
た、折り曲げる代わりに、別部材を接合させて凸部を形
成するものであってもよい。

【００２１】本実施例の電池ケースを使用した電池にお
いて、電池内部圧力が異常上昇してガス抜き封口部材が
破裂し、電池内部ガスが電池外部へ噴出する様子を、図
３に示す。電池内容物５は、噴出するガスとともに外部
に押出ようとしてガス抜き穴３に向かって移動するが、
凸部６ａよって壁面部材２およびガス抜き穴封口部材４
に密着するのが阻害され、電池内容物５によってガス抜
き穴３（本態様ではガス抜き穴封口部材４の破断口）を
閉塞することが防止される。このように、ガス抜き穴封
口部材４に設けられた凸部６ａは、ガス抜き穴閉塞防止
手段となっている。

【００２２】なお、この凸部６ａは、電池内容物５の押
圧する力によって容易に座屈、変形するものであっては
その機能を果たさないため、ガス抜き穴封口部材４はあ
る程度の強度が必要であり、そのためにはある程度の厚
みが必要となってくる。ガス抜き穴封口部材４を厚くす
れば、電池の内部圧力がかなりの高圧とならなければ破
裂に至らないこととなってくる。そこで、ガス抜き穴封
口部材４を破裂しやすくするために、図４に示すよう
に、板厚を貫通しない程度の切込み８をガス抜き穴封口
部材４の表面に形成させる等して、予め脆弱な部分を設
けるようにしてもよい。

【００２３】〈第２実施例〉本実施例は、ガス抜き穴封
口部材に上記第１実施例とは異なる形状の凸部を形成さ
せた態様の実施例である。本実施例の態様を図５に示
す。本実施例におけるガス抜き封口部材４には、接合前
に予めプレス等の手段を用いて山形状に隆起させた突起
を形成させて凸部６ｂとし、この凸部６ｂにより電池内
容物５がガス抜き穴３を閉塞するのを防止するものであ
る。凸部６ｂを山形状の突起としたことによって、凸部
６ｂの強度が増し、ガス抜き封口部材４の厚みを薄くで
きるという利点を有する。

【００２４】なお、ガス抜き穴封口部材４の壁面部材２
への接合は、第１実施例のものと同様の方法によって行
うことができる。また、図５では、円板状のガス抜き穴
封口部材４を示しているが、円形に限らず角型のもので
あってもよい。さらに凸部６ｂは６ヶ所に形成されてい
るが、この数に限定されるものでもない。さらにまた、
隆起させる凸部の形状は、ガス抜き穴を中心としたリン
グ状であってその一部が隆起していないような形状等、
種々の形状が採用できる。

【００２５】〈第３実施例〉本実施例は、電池ケースの
壁面部材に凸部を形成させた態様の実施例である。本実
施例の態様を、図６に示す。凸部６ｂは、図示するよう
に、壁面部材２のガス抜き穴３の周囲に設けられてい
る。凸部６ｂの形成は、プレス等を用いれば、壁面部材
２にガス抜き穴３を加工する際に、この加工と同時に行
うことができ、電池ケースの製造工程を一部省略するこ
とが可能となる。

【００２６】また、本実施例では、ガス抜き穴封口部材
４を壁面部材２の電池内部側に接合した態様のものが図
示してあるが、ガス抜き穴封口部材４を電池外部側に接
合した態様のものをも選択することができる。電池外部
側に接合する場合は電池の組み付け完了後にガス抜き穴
封口部材を接合でき、接合作業が容易に行えるという利
点がある。なお、凸部の形状、凸部の箇所数、ガス抜き
穴封口部材の接合方法等は、第２実施例のものと同様の
ものを採用することができる。

【００２７】〈第４実施例〉本実施例の態様を図７に示
す。本実施例は、上記第３実施例の変形であり、ガス抜
き穴封口部材４に栓状のものを採用した実施例である。
例えばゴムのような軟質樹脂等の弾力性のあるもので栓
状のガス抜き穴封口部材４を作製し、ガス抜き穴３には
め込むことによって電池を密閉させることができる。そ
して電池の内部圧力が異常上昇した際には、このガス抜
き穴封口部材４がガス抜き穴より飛び出すように離脱
し、電池の内部圧力を減少させるというものである。接
合作業を行う必要がなく、電池の組み付け作業が一層容
易なものになるという利点を有する。なお、電池の密閉
を確実にするため、ガス抜き封口部材４と壁面部材２と
の間にコーキング等を行うことも可能である。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、ガス抜き穴と、ガス抜き穴封
口部材とを有する密閉型電池用電池ケースを、ガス抜き
穴の周囲に凸部を形成したガス抜き穴閉塞防止手段を設
けるように構成したものである。この構成の電池ケース
としたことにより、本発明は、電池内部圧力が異常上昇
しガス抜き穴が開放された際、電池内容物がガス抜き穴
を閉塞することを確実に防止できるという効果を有す
る。そして本発明により、別途部材を必要とすることな
く、また別途電池内に余分なスペースを設けることな
く、簡単な構造であってかつ安全性に優れた電池ケース
を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例の電池ケースを使用した
円筒型電池の壁面部材の一部を取り除いた外観を示す斜
視図

【図２】 本発明の第１実施例の密閉型電池ケースに用
いられるガス抜き穴閉塞防止手段を示す斜視図

【図３】 本発明の第１実施例の密閉型電池ケースを用
いた電池においてガス抜き穴封口部材が破裂した状態を
示す断面図

【図４】 本発明の第１実施例の密閉型電池ケースに用
いられるガス抜き穴封口部材に切込みを形成した様子を
示す斜視図

【図５】 本発明の第２実施例の密閉型電池ケースの態
様を示す図

【図６】 本発明の第３実施例の密閉型電池ケースの態
様を示す図

【図７】 本発明の第４実施例の密閉型電池ケースの態
様を示す図

【符号の説明】

１：電池ケース ２：壁面部材 ３：ガス抜き穴 ４：ガス抜き穴封口部材 ５：電池内容物 ６ 凸部（ガス抜き穴閉塞防止手段） ７：接合部
８：切込み

フロントページの続き (72)発明者 三浦 房美 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 Ｆターム(参考） 5H012 AA01 BB02 CC06 DD01 EE01 EE04 FF01 GG01 JJ02

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス抜き穴を有し、電池を構成する内容
   物を内部に密閉する壁面部材と、 該ガス抜き穴に接合され、電池内部圧力が所定圧に達し
   たときに電池内のガスを電池外部に放出させるガス抜き
   穴封口部材とを有する電池ケースであって、 電池内ガス放出時に前記内容物が前記ガス抜き穴を閉塞
   しないように、前記ガス抜き穴の周囲に、前記壁面部材
   または前記ガス抜き穴封口部材の一部を電池内部側に突
   出させて形成されたガス抜き穴閉塞防止手段を設けたこ
   とを特徴とする密閉型電池ケース。