JP2001035467A - 二次電池 - Google Patents
二次電池Info
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Abstract
定以上に上昇した場合、破断されて電池の安全性及び信
頼性を確保できる安全手段を有する二次電池を提供す
る。 【解決手段】 本発明に係る二次電池は、電極群と電解
質を収納して密封され、アルミニウムまたはアルミニウ
ム合金で形成された角形ケース40を備えた二次電池で
ある。前記ケース40の側壁42aの中心に、該ケース
40内部の圧力及び電極群の膨張圧力が規定以上に上昇
した時、該ケース40の他の部分よりも先に破断される
ように、前記側壁42aの他の部分よりも厚さの薄い溝
部46が形成されている。
Description
作用によって内部圧力が規定以上に上昇した場合、その
圧力によって破断されて電池の内圧を減少させ、安全性
を確保できる安全手段を備えた二次電池に関するもので
ある。
され、陽極及び陰極物質に応じて種々に分類されてい
る。図6は、従来の角形二次電池を図示したものであ
る。図6に示す二次電池は、陽極活物質としてリチウム
金属酸化物を利用し、陰極活物質としてカーボンを利用
し、電解液として有機溶媒を利用したリチウム二次電池
である。
は、正極と負極の間にセパレータを挟んで一緒に巻いて
電極群2を形成し、該電極群2を圧着してカン4の内部
に挿入し、該カン4の上側開口部にキャップアセンブリ
6を取り付けた後、前記カン4の内部に電解液を注入
し、密封して形成されている。
口部に溶接結合されたキャッププレート8を備えてお
り、キャッププレート8に形成された貫通孔にガスケッ
ト10を嵌合させ、該ガスケット10と絶縁板12を介
して絶縁された電極リベット14とを締結したものであ
る。なお、図6に示すように、前記絶縁板12の下部
に、電極リベット14に接続された電極連結板16が更
に設置される場合がある。
形成されている。該注入口18から電解液が注入された
後、プラグを利用して密封されるが、電池内圧上昇及び
爆発に対する安全対策として安全手段20が設けられて
いる。
報及び第4,803,136号公報には、図7または図
8に図示したように、機械的な方法やエッチング法、ま
たは電気鋳型法を利用して一定の深さの溝(またはノッ
チ)20aを有する安全弁20bを形成し、これをキャ
ッププレート8の孔8aを密封するように溶接し、電池
内部の圧力が規定以上に上昇した場合、破断されて安全
性を確保する安全手段20が開示されている。
に且つ均一した形態で溝(またはノッチ)20aを有す
る安全弁20bを形成できるものの、該安全弁20bを
キャッププレート8に溶接しなければならないため、製
造工程が複雑となる。また、狭小なキャッププレート8
に、図6に示すような電解液注入口18及び電極リベッ
ト14を一緒に設置しなければならないため、製造が難
しくて不良率が増加するという問題がある。
報には、機械的なプレスを利用してカンの下面に一定の
深さの溝を直接形成して安全手段を実現した円筒型の二
次電池が開示されている。
ければならないため、プレスの挿入が難しく、製造工程
が煩雑となるため、溝の形態が不均一になリ易い。従っ
て、破断時のカンの破片や内容物の散布量、散布方向等
が不均一になるという問題点がある。特に、カンの下面
は外部機器につながる端子の役割をするため、ここに溝
を形成するのは構造及び設計上、望ましくない。
きるが、角形二次電池は充・放電時、または異常作動
時、電極群の膨張及び内圧上昇による圧力がカンの下面
よりも側壁に大いに作用することから、安全手段の作動
不良及び安全性の低下を招くことになる。
圧力によって、該電池が正確に破断するようにケースの
側壁に安全手段を形成し、均一な散布を達成することに
よって電池の安全性を確保できる二次電池を提供するこ
とを目的とする。
工程の単純化及び製造費用の削減を実現する二次電池を
提供することを目的とする。
極群と電解質を収納して密封され、アルミニウムまたは
アルミニウム合金で形成された角形ケースを備えた二次
電池であって、前記ケースの側壁の中心に、該ケース内
部の圧力及び電極群の膨張圧力が規定以上に上昇した
時、該ケースの他の部分よりも先に破断されるように、
前記側壁の他の部分よりも厚さの薄い溝部が形成されて
いることを特徴とする二次電池を提供するものである。
作用する角形ケースの一番広い面の中心に形成するのが
好ましく、機械的な方法でプレスして側壁の厚さの10
〜40%の範囲の厚さを有するように形成される。
つの点で交差する形態に形成されるのが好ましい。
るカンと、該カンの開口部に溶接されるキャッププレー
トで構成され得る。
易なケースの側壁に溝部を形成するため、斯かる溝部の
形状を均一に形成し、その結果、破断圧力の設定がより
正確になって電池の安全性及び信頼性を確保できる。ま
た、ケースの内部圧力及び電極群の膨張圧力が一番敏感
に多く作用する側壁に溝部を形成するため、該溝部の破
断圧力を正確に調節できる。
成が容易でキャッププレートの構成が簡単になり、製造
工程の単純化及び製造費用の節減を実現でき、不良品の
発生を最小化することができる。
態を添付図面に基づいてより詳細に説明する。本発明を
説明するに際し、従来技術に説明した構成と同じ部分に
ついては同じ符号を付与する。
ウム金属酸化物を用い、陰極活物質としてカーボンを用
い、また電解液としては有機溶媒を用いるリチウムまた
はリチウムイオン二次電池に関して説明する。特に、本
実施形態の二次電池は角形のケースを有するものであ
る。
を示す。図2は、図1に示す二次電池の内部構造を示
す。
に係る二次電池は、角形カン42とキャッププレート4
4を相互溶接して結合した金属ケース40を備えてい
る。金属ケース40は、電池の軽量化の趨勢にあわせて
アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いて形成され
ている。
セパレータをロール状に巻き取りした後、圧着した電極
群2が収納されている。
池の異常作動時に発生する規定以上の内圧及び電極群2
の膨張圧力が最も多く作用するカンの側壁、特に一番広
い面積を有する側壁42aに溝部46を直接形成するこ
とによって安全手段を実現することを特徴としている。
張率は、カンの42の内部に収納される電解液の種類に
よって多少差はあるものの、例えば、側壁の中で一番広
い面積を有する側壁42aの膨張量が140%、その両
側の側壁42bが120%、カンの下面42cが110
%を示す。
生じる電極群2の膨張による膨張率は、例えば、側壁の
中で一番広い面積を有する側壁42aの膨張量が110
%、その両側の側壁42bが105%、カンの下面42
cが102%を示す。
番大きな圧力が作用する側壁42aに溝部46を直接形
成しているため、破断圧力をより正確に設定できる。
レスを利用して形成できる。プレスを利用する際には、
プレスのダイ(または下型)をカン42の側壁42aの内
側に簡単に挿入できるため、製造工程が比較的単純であ
り、プレス作業性が向上されて溝部の形態を均一に形成
できる。
圧に充分に耐える反面、規定以上の圧力で正確に破断さ
れるように、カン42の側壁42aの厚さ(T)に対し
て10〜40%の厚さ(T1)を有するように形成する
のが好ましい。
合には、電池の充・放電時に発生する内圧によって早期
に破断が生じ、40%以上の場合には、作動不良によっ
て電池が爆発する危険性がある。本実施形態に係る安全
手段、すなわち溝部46の厚さ(T1)は、カン42の
側壁42aの厚さ(T)に対して10〜40%の厚さを
有するため、電池の内部圧力が10〜30kgfの範囲
で正確に破断される。
確実な破断が生じることを目的とし、図1に示すよう
に、複数のラインが少なくとも一つの点で交差する形態
に形成されている。また、図1に示す形態に限らず、図
4に示す溝部46aや、図5に示す溝部46bのような
形態にすることも可能である。
の点で交差する形態としたことにより、溝部46、46
a、46bの破断は、複数ラインが交差する点で生じ、
破断がより容易で正確に実現できる。
キャッププレート44は、従来と異なり安全手段を設け
る必要がないため、構成が単純化する。本実施形態のキ
ャッププレート44は、その下部に絶縁板12を介して
電極連結板16が配置され、その中心にガスケット10
を介して絶縁された電極リベット14が締結されてキャ
ップアセンブリ60を構成している。
リ60を正極、負極及びセパレータが収納されたカン4
2の開口部に溶接し、電解液注入口18を通じてカン4
2の内部に電解液を注入した後、プラグを利用して密封
し、二次電池が組み立てられる。
示せず)を利用してカン42と直接接続され、正極は端
子タップ22を通じて電極連結板16に接続された後、
電極リベット14を通じて外部に接続される。
次電池によれば、厚さの調節が容易なケースの側壁にプ
レスを利用して均一な形態の溝部が形成されるため、破
断圧力をより正確に形成でき、電池の安全性及び信頼性
を確保し得る。また、本発明によれば、ケースの内部圧
力及び電極群の膨張圧力が一番多く作用するケースの側
壁に安全手段としての溝部が形成されるため、破断圧力
をより正確に調節できる。さらに、本発明によれば、ケ
ースの側壁に溝部を直接形成するため、安全手段の形成
が容易で、キャッププレートの構成が簡単になるため、
製造工程の単純化及び製造費用の節減を実現でき、不良
品の発生を最小化するという効果を奏するものである。
る。
を示す構成図である。
を示す構成図である。
である。
である。
側壁 42c 下面 44 キャップ
プレート 46,46a,46b 溝部 60 キャップ
アセンブリ
Claims (6)
- 【請求項1】 電極群と電解質を収納して密封され、ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された角形ケ
ースを備えた二次電池であって、 前記ケースの側壁の中心に、該ケース内部の圧力及び電
極群の膨張圧力が規定以上に上昇した時、該ケースの他
の部分よりも先に破断されるように、前記側壁の他の部
分よりも厚さの薄い溝部が形成されていることを特徴と
する二次電池。 - 【請求項2】 前記ケースは、角形カンと、該カンの上
側開口部に溶接結合されたキャッププレートとを備える
ことを特徴とする請求項1記載の二次電池。 - 【請求項3】 前記側壁は、前記ケースの一番広い面で
あることを特徴とする請求項1記載の二次電池。 - 【請求項4】 前記溝部は、複数のラインが少なくとも
一つの点で交差する形態であることを特徴とする請求項
1記載の二次電池。 - 【請求項5】 前記溝部の厚さは、前記側壁の厚さの1
0〜40%であることを特徴とする請求項1記載の二次
電池。 - 【請求項6】 前記溝部は、前記ケースの側壁をプレス
形成してなることを特徴とする請求項1記載の二次電
池。
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