JP2001102025A

JP2001102025A - 密閉型電池

Info

Publication number: JP2001102025A
Application number: JP27598299A
Authority: JP
Inventors: Goro Watanabe; 吾朗渡辺; Akira Nakano; 昭中野; Toru Saeki; 徹佐伯; Ko Nozaki; 耕野崎; Tomoyasu Takeuchi; 友康竹内
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】電池内部の異常により電池容器が破裂するとい
った不測の事態に対処するため、電池内部の圧力が所定
圧以上となったときに内部のガスを外部に放出する安全
装置が独立して設けられている。本発明は、この安全装
置の機能を損なわずに、電池への組み付け部品点数を削
減した密閉型電池の提供を目的とする。【解決手段】密閉型電池の外部端子１は、電池ケース３
の内外を連通するガス抜き穴１０ａをもつ端子本体１０
と、該ガス抜き穴１０ａを封止し、該電池ケース３内の
ガス圧が所定圧以上に達したときに該電池ケース３内の
ガスを外部に放出させる封口部材１１とを有する。つま
り、本発明の密閉型電池は、安全装置の機能を電池の必
須部品である外部端子１に兼ね備えることにより、電池
への組み付け部品点数を削減するものである。

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
脂を圧力開放弁として用いる安全弁が一般的である。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
安全弁が破裂し、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】その付設場所としては、特開平９−９２２
４９号公報では、安全装置として上述のような圧力開放
弁としての安全弁を独立の部品として電池ケース蓋の一
部分に設置した構造を開示している。また特開平１−３
１１５５８号公報でも、同じく安全弁を独立の部品とし
て電池ケース蓋に熱接着している。さらにまた特開平９
−１９９０８８号公報でも、やはり独立の部品として金
属薄板の安全弁を電池ケース蓋にレーザ溶接している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、安全装置を電
池ケース蓋に取り付けると、多くの部品を電池ケース蓋
に取り付ける必要が生じ、それだけ電池ケース蓋の面積
が増加することとなり、例えば円筒型電池においては、
電池の径を太くする必要が生じ、細径電池には使用でき
ないという欠点がある。そして安全装置を独立した部品
とすると、電池への組み付け部品点数が増加し、その組
み付け・設置するための行程が増えるため、コスト・生
産性の面で不利になる。

【０００７】本発明者らは、この課題に鑑み、電池の必
須部品である外部端子に安全装置の機能を備える余地の
あることに着目した。

【０００８】本発明はこのような着目により想到された
ものであり、安全装置の機能を損なわずに、電池への組
み付け部品点数を削減した密閉型電池を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち上記課題を解決
する本発明の密閉型電池は、電池ケースと、電池ケース
内に封入収納された正極、負極および電解液と、該正極
および該負極のいずれか一方に電気的に接続され該電池
ケースを貫通した状態で該電池ケースに密封保持された
外部端子を有する電池であって、該外部端子は、該電池
ケースの内外を連通するガス抜き穴をもつ端子本体と、
該ガス抜き穴を封止し、該電池ケース内のガス圧が所定
圧以上に達したときに該電池ケース内のガスを外部に放
出させる封口部材とを有することを特徴とする。

【００１０】つまり、本発明の密閉型電池は、安全装置
の機能を電池の必須部品である外部端子に兼ね備えるこ
とにより、電池への組み付け部品点数を削減するもので
ある。なお、本発明の密閉型電池の特徴部である、安全
装置の機能を兼ね備えた外部端子を以下、「安全装置付
外部端子」という。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の密閉型電池の実施
形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下
の説明はリチウムイオン二次電池についてのものである
が、本発明の密閉型電池はこのリチウムイオン二次電池
に限られず、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であるかは問わない。
例えばニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、実
施形態で挙げた以外のリチウム電池等である。特にリチ
ウムイオン二次電池を始めとするリチウム電池は、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、本発明を適用する効果が大きい。また本発明
の密閉型電池の特徴とする安全装置付外部端子構造は、
活性炭を活物質として含む電極合材を集電体の表面に層
状に形成させた電極を有する電気二重層キャパシタに対
しても適用可能であるため、本明細書において「電池」
とは「キャパシタ」の意味をも含むものとする。なお、
図面については、要部のみを模式的に表したものである
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。

【００１２】図１に、本発明の密閉型電池の一実施形態
である円筒型リチウムイオン二次電池の断面図を模式的
に示す。

【００１３】本密閉型電池は、正極２１と負極２２と
を、セパレータ２５を介し、巻芯２６を中心に巻回して
形成した電池内容物２（以下「電極体」という。）を有
し、この電極体２は電解液と共に筒型の電池ケース３に
挿設されている。そして、その正極２１と電気的に接続
され、該電池ケース３を貫通した状態で該電池ケース３
に保持された安全装置付外部端子１を有する。なお、本
実施形態の密閉型電池では、安全装置付外部端子１は正
極２１に電気的に接続されているが、本発明の密閉型電
池の安全装置付外部端子は正極に電気的に接続される場
合に限られず、負極に電気的に接続してもよい。また安
全面から、より広面積のガス抜き穴が必要であるならば
正極、負極の外部端子の双方を安全装置付外部端子とし
てもよい。このときに安全装置付外部端子を採用しなか
った側は、別に安全装置付でない外部端子を設けたり、
また電池ケースの一部を外部端子として利用する等の公
知の形態の外部端子とすることができる。

【００１４】図２に、本実施形態の密閉型電池の電極体
の斜視図を、図３に、本実施形態の電極体の展開図をそ
れぞれ模式的に示す。

【００１５】電極体２は、正極２１と負極２２を、正極
リード２１ｄ、負極リード２２ｄがそれぞれ背向するよ
うに配置し、それらと２枚のセパレータ２５が、正極２
１、セパレータ２５、負極２２、セパレータ２５の順に
繰り返し積重し、これらを一体として巻芯２６に渦巻状
に巻回し、円筒形とする。なお、電極体２の形状は、円
筒形に限られず、複数の正極、負極、セパレータを積層
して角形とすること等も可能である。

【００１６】正極２１は、帯状金属箔製の正極集電体２
１ａとその両面に塗工された正極合材２１ｂと正極集電
体の幅方向の一端部（正極合材未塗工部２１ｃ）に形成
された集電用の正極リード２１ｄから構成される。負極
２２は帯状金属箔製の負極集電体２２ａとその両面に塗
工された負極合材２２ｂと負極集電体２２ａの幅方向の
一端部（負極合材未塗工部２２ｃ）に形成された集電用
の負極リード２２ｄから構成される。正極２１、負極２
２には、幅方向の一端部に所定幅で全長にわたって正極
合材未塗工部２１ｃおよび負極合材未塗工部２２ｃがそ
れぞれ設けられている。正極２１および負極２２の長さ
および幅については、作成しようとする電池の容量等に
応じて任意のものとすることができる。

【００１７】正極集電体２１ａには、アルミニウム等の
金属箔を用いればよい。正極合材２１ｂは、リチウム複
合酸化物粉末等からなる正極活物質に黒鉛等の導電材、
ポリフッ化ビニリデン等の結着剤を混合したもの等の公
知のものを用いればよい。負極集電体２２ａには、銅等
の金属箔を用いればよい。負極合材２２ｂは、黒鉛等の
炭素材料粉末からなる負極活物質に、ポリフッ化ビニリ
デン等の結着材を混合したもの等の公知のものを用いる
ことができる。

【００１８】正極リード２１ｄ及び負極リード２２ｄ
は、各電極の集電体２１ａ、２２ａと同じ金属を用いる
のが好ましい。従って正極ではアルミニウム等、負極で
は銅等を用いる。その形態は短冊状等とすればよい。正
極リード２１ｄ、負極リード２２ｄの数は放電容量が大
きくなるにつれて内部抵抗を低くするため、複数にする
必要がある。本実施形態では大容量電池を用いているた
め正極リード２２ｄ、負極リード２２ｄともに複数とな
っているが、リードの数は特に問わない。

【００１９】巻芯２６は、本リチウムイオン二次電池の
場合、円柱状の形状としている。但し電極体２の形状に
応じて、種々の形状、例えば電極体２に応じて四角柱等
の多角形の横断面をもつもの、楕円形の断面をもつもの
などであっても構わない。

【００２０】セパレータ２５は、正極２１および負極２
２を電気的に絶縁し、電解液を保持する役割を果たすも
ので、例えば、ポリエチレン等の微多孔質膜を用いれば
よい。なおセパレータ２５は、正極２１と負極２２との
絶縁を担保するため、正極２１，負極２２よりもさらに
大きいものとするのが好ましい。

【００２１】本実施形態における電池ケース３は、有底
の中空円筒状のケース本体３２と、ケース本体の上端を
閉塞する電池ケース蓋３１とからなる。この電池ケース
蓋３１の中央部には、外部端子用孔が設けられており、
この外部端子用孔に、安全装置付外部端子１が挿入され
る。電池ケースは、本実施の形態においては円筒形であ
るが、円筒形に限られるものではなく、電極体の形状に
合わせて角型等としてもよい。その場合には、その形状
に応じた壁面部材により、電池ケースが構成される。

【００２２】本発明の密閉型電池の特徴部である安全装
置付外部端子は、電池ケースの内外を連通するガス抜き
穴をもつ端子本体と、ガス抜き穴を封止し、電池ケース
内のガス圧が所定圧以上に達したときに該電池ケース内
のガスを外部に放出させる封口部材とを有することを特
徴とする。

【００２３】図４に本実施形態の安全装置付外部端子の
斜視図を、図５に本実施形態の安全装置付外部端子の各
構成部分を、図６に本実施形態の安全装置付外部端子の
製造法をそれぞれ模式的に示す。

【００２４】本実施形態の安全装置付外部端子１は、端
子本体１０と、封口部材１１から構成されている（図５
（ａ）参照）。この端子本体１０と封口部材１１は、本
実施形態では全体が金属製であり、導電性を有してい
る。なお、安全装置付外部端子は、電池ケース内と電池
ケース外を電気的に接続が可能であり、外部端子として
の役割を果たすものであれば、全体に金属等の導電材料
を用いる必要はない。たとえば、安全装置付外部端子の
一部に導電材料とを用い、電池ケース内外を電気的に接
続するようにすればよい。

【００２５】本実施形態の端子本体１０の形状は、一部
に他の部分（細径部）より直径の太い部分である太径部
を有し、その細径部に雄ネジが形成されている。この太
径部が電池ケース内部になるように取り付けられる。端
子本体１０にはガス抜き穴１０ａが形成されている。こ
のガス抜き穴は端子本体の中心部に設けられる必要はな
く、このガス抜き穴の位置は端子本体を通じて電池ケー
ス内外を連通するものであれば、その大きさ、位置等は
限定しない。このガス抜き穴１０ａにより電池ケース内
外が連通可能となる。

【００２６】このように安全装置付外部端子の端子本体
にガス抜き穴を設けることにより、外部端子とは別部品
で外部端子とは独立に電池ケースに取り付けられる安全
装置が必要なくなり、安全装置と外部端子が一つの部品
で兼ねられることから、電池組付けの際の取り付け部品
点数の削減が可能となる。

【００２７】なお、端子本体に太径部を設ける必要は必
ずしも無く、段のない円筒形、角柱形等とすることがで
きる。しかしながら、端子本体に太径部を設けると、こ
の端子本体の太径部側を電池ケース内部に組み付けると
端子本体の電池ケース外部のガス抜き穴開口面積に比べ
て、電池ケース内部のガス抜き穴開口面積を大きくする
ことが可能となる。そうすると、電池ケース内に封口部
材を設ける場合に、封口部材を大きくすることが可能と
なり、封口部材、安全装置付外部端子の加工、取り扱い
が容易となる利点がある。また、安全装置付外部端子を
電池ケースに組み付ける際に、この端子本体の太径部の
フランジ部分が電池ケースに密着するためその部分で容
易に固定できる利点がある。

【００２８】ガス抜き穴を封止する封口部材は、電池内
部が所定圧以上となったとき、好ましくは所定圧となっ
たときにガス抜き穴の封止をとき、電池の内外を連通せ
しめるものである。

【００２９】所定圧とは電池ケースの強度等に関連する
もので、電池ケースが破裂する内部圧より低い圧力であ
る。なお、この所定圧は、安全を考慮して決定する必要
がある。したがって、安全が担保されるためには、実際
に封口部材がガス抜き穴の封止をとく圧力の製造による
ばらつきが少ないものが好ましい。

【００３０】図７に本実施形態の封口部材を示す。この
封口部材１１の形状は有底の円筒形であり、その底部に
円環状のスリット溝１１ａが設けられている。この封口
部材はこの底部に設けられたスリット溝１１ａが弱体部
となっており、電池内部の圧力が所定圧以上となったと
きに封口部材１１が、スリット溝１１ａの部分から破断
することで、封口部材１１のガス抜き穴１０ａの封止が
とけ、安全装置付外部端子１の端子本体１０に設けられ
たガス抜き穴が電池ケース内外を連通し、内部の高圧ガ
スが電池ケース外に放出される。

【００３１】本発明の密閉型電池に用いる封口部材とし
ては、本実施形態以外にも、電池の密閉性を十分保つこ
とができ、電池内部の圧力が何らかの原因で所定圧以上
となるときに、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、その材質構造は特に
問わない。また、本実施形態では封口部材を独立の部品
として説明するが、端子本体の一部に封口部材としての
機能を付与するように封口部材を端子本体と一体に形成
することもできる。

【００３２】なお本実施形態では端子本体１０を封口部
材１１に挿入して安全装置付外部端子１としているが、
特にこの形態に限られるものではない。例えば、本発明
の密閉型電池の封口部材は、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安全装置付
外部端子に溶接、接着等された板状、薄膜状等のものを
用いることもできる。

【００３３】また、その他に本発明の密閉型電池の封口
部材は、樹脂等の栓状のものであって、通常時にはガス
抜き穴を閉塞するように安全装置付外部端子の端子本体
にはめ込まれ、電池の内部圧上昇時にその内部圧によっ
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。

【００３４】また、本実施形態では、封口部材１１を端
子本体１０のガス抜き穴の電池ケース３内部側に設けて
いるが、その位置は、ガス抜き穴の電池内部側、外部
側、そしてガス抜き穴内部等のいずれであっても、ガス
抜き穴を塞ぎ、電池ケースの密閉性を担保できるもので
あって、電池内部の圧力上昇によりガス抜き穴を封止す
る封口部材が開放されるものである限り特に問わない。
ただし、好ましくは、封口部材は、端子本体の電池ケー
ス内部に位置する部分を被覆することが好ましい。それ
は、最終的な電池への組み付け形態で電解液と接触する
部分が封口部材に制限され、端子本体の材質の電気化学
的な制約が少なくなるという利点があるからである。

【００３５】そして好ましくは本実施形態と同様に封口
部材の一部に弱体部を有し、電池内部の圧力が高くなる
と、その部分から破壊されるようにするものがよい。こ
うすると、弱体部の構造により、安全装置付外部端子の
作動する所定圧を必要なように自由に変化させることが
できる利点がある。また弱体部以外は強固な構造とする
ことが可能となり、安全装置付外部端子製造時の取り扱
いが容易となる利点もある。

【００３６】弱体部としては例えば、図８（ａ）に示す
本実施形態に用いたスリット溝を板状体の表面に膜厚を
貫通しない程度に円環状１１ａに形成するものや、好ま
しくは、図８（ｂ）に示すようにその円環の一部の溝を
形成せずＣ形溝１１ｂ等に形成することができる。この
スリット溝の深さにより安全弁付外部端子の作動する所
定圧を自由に変化させることができる。スリット溝は、
プレス等により形成することができる。

【００３７】Ｃ型溝１１ｂとする利点は、円環状１１ａ
に形成したもののように、封口部材の一部が残りの封口
部材の一部から破断するときに完全に分離して、その分
離した封口部材の一部が端子本体に設けられているガス
抜き穴１０ａを塞ぐ危険性が無くなる点である。これは
円環状１１ａのスリット溝と比較して、Ｃ型溝１１ｂの
スリット溝はそのスリット溝の一部が形成されていない
ことで、電池内部圧により破断するのは、Ｃ型に形成さ
れたスリット溝の部分なので、そのスリット溝が形成さ
れていない部分では封口部材は破断されずに、破断した
封口部材の一部が、残りの封口部材の一部から完全に分
離しないようになっているからである。こうして、弱体
部をＣ型溝１１ｂとすると封口部材の破断片によってガ
ス抜き穴が、塞がれない。

【００３８】その他の弱体部としては、図９に示すよう
に封口部材の一部を薄膜１１ｃ状とすることができる。
これは、封口部材自体をこのような形態に加工してもよ
いが、封口部材に穴を設けて、その穴に薄膜を接着等す
ることによって作成することもできる。

【００３９】また図１０に示すように弱体部を封口部材
に設ける代わりに、その突起により封口部材を穿孔また
は破断させる突起部材１２を設けることもできる。封口
部材１１のガス抜き穴部１１ｄが、電池ケース内部の圧
力が何らかの異常で上昇したときに、突起部材１２の側
に変形し、さらなる電池内部圧の上昇により、封口部材
１１は突起部材１２に接触して、封口部材は穿孔、破断
する。こうして電池の内部のガスが外部に放出される。
こうすることで製造時に封口部材が破損する危険が少な
くなる。また、突起部材を設けた場合でも、封口部材に
弱体部を設けてもよい。

【００４０】本実施形態の安全装置付外部端子１は、端
子本体１０を、封口部材１１内に挿入し（図５（ｂ）参
照）、その後、これを圧着治具８・９により圧着するこ
とにより製造される。この圧着時に図６に示すような圧
着治具８の圧着型８０により封口部材１１の縁部１１ｚ
が内側に押しつけられ端子本体１０の突起部１０ｂと密
着し、安全装置付外部端子１は完成する。このように端
子本体側に封口部材を折り曲げることは、本発明の実施
には本質的なものでないが、端子本体１０と封口部材１
１と電池ケースとの密着性がよくなる利点がある。さら
に、本実施形態のように端子本体の太径部のフランジ面
より突出する環状の突起部を設け、封口部材がその突起
部を巻き込んでその突起部に係止されるようにすること
により、より確実に封口部材と電池ケースとが密着する
という利点がある。

【００４１】安全装置付外部端子の材質は、特に問わな
いが、内部で電解液に接触する場合にその電解液と接触
する部分に電気化学的に安定な材料を用いることが望ま
しい。本実施形態では、リチウムイオン二次電であるの
で正極側の安全装置付外部端子とするには、アルミニウ
ム系の材料等から形成するのが望ましく、また、負極側
の安全装置付外部端子とするには、銅系の材料、ステン
レス鋼系の材料、Ｎｉメッキを施した鉄系材料等から形
成するのが望ましい。なお本実施形態では、この封口部
材１１が電解液に直接接触する部分であるため、その材
質を上述のように電気化学的に安定な材料、本実施形態
ではアルミニウム製としている。

【００４２】図１１に安全装置付外部端子１周辺の組み
付け方法、組み付け図を示す。

【００４３】正極と安全装置付外部端子１の電気的な接
続（集電処理）は、正極リード２１ｄを安全装置付外部
端子１の太径部に被せられた封口部材の側面に接合する
ことにより達成される（図１１（ｂ）参照）。この接合
は、機械的な接合や、超音波接合、そしてレーザー溶接
などにより行うことができる。なお本実施形態では安全
装置付外部端子を正極リードの集電端子としたが、別部
品としての集電端子を有し、その集電端子と安全装置付
外部端子１を電気的に接続してもよい。

【００４４】本実施形態の負極側の集電処理は、負極リ
ード２２ｄを正極側と同様に負極の集電体端子４に超音
波接合等で接合することができる（図１参照）。

【００４５】集電処理が完了した電極体２は、ケース本
体３２に挿設されて組み付けに供される。組付けは、ケ
ース本体３２に電極体２を挿設した後、電池ケース蓋３
１によりケース本体３２を封口する。電池ケース３のケ
ース本体３２と電池ケース蓋３１の間は、溶接あるいは
カシメ等により密閉状態とされ、さらに必要に応じてシ
ール材を介在させることもできる。

【００４６】そして本実施例では、電極体２に取り付け
られた安全装置付外部端子１と電池ケース蓋３１の外部
端子用孔の間は、電極間の絶縁を確保し、かつ電池の密
閉性を確保するためガスケット３３，３４、ワッシャ３
５を介在させており、安全装置付外部端子１の端子本体
１０に雄ネジ部分と、それに対応する雌ネジを有するナ
ット３６が、螺合、密閉することができる（図１１
（ａ）参照）。

【００４７】これらガスケット、ワッシャ、ナット等
は、安全弁付外部端子の取り付け方法の変更、要求され
る性能等に応じて、数を増減したり、無くしたり、形状
を変更することができる。また端子本体に雄ネジを設け
ないことも可能である。そのときは溶接、接着剤による
接着などの他の方法で安全装置付外部端子を電池ケース
に固定してもよい。

【００４８】また、負極側の集電端子４とケース本体３
２の底部を抵抗溶接により接合し、電池ケース３の底部
を負極の外部端子とすることができる（図１参照）。

【００４９】組付け時には、電極合材およびセパレータ
２５に電解液を含浸させる。電解液の含浸は電池ケース
蓋３１や、安全装置付外部端子１の接合前に行ってもよ
いし、電池ケース３に電解液注入口を設けることができ
るときには接合後にその電解液注入口から電解液を注入
してもよい。リチウムイオン二次電池の場合、電解液
は、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート等の
有機溶媒にＬｉＢＦ₄、ＬｉＰＦ₆等の電解質を溶解させ
たものを使用することができる。

【００５０】

【実施例】上記実施形態に基づいて本発明の密閉型電池
の安全装置付外部端子について、安全装置としての機能
を確認するために模擬的に電池ケースとそれに取り付け
られた安全弁付外部端子を作成し、耐圧試験を行った。

【００５１】以下、本発明の密閉型電池の種々の実施例
について説明する。

【００５２】なお、以下の実施例において使用される電
池ケースは、外径５０ｍｍ、肉厚０．３ｍｍを用いた
（ＳＵＳ３０４製）。この電池ケースと、安全装置付外
部端子と電池ケースの接続部分は、それぞれ本耐圧試験
の圧力範囲内で、耐圧性を有するものであった。

【００５３】安全弁付外部端子は、実施形態で説明した
端子本体、封口部材から構成されており、この端子本体
はすべて共通のものを使用し、封口部材は形状、寸法は
すべてほぼ同じであるが、封口部材に形成された弱体部
を変化させた。

【００５４】安全装置付外部端子の端子本体のガス抜き
穴は内径８ｍｍとした。そして、封口部材は、厚さ０．
５ｍｍのアルミニウム（Ａ１０５０）製を用いた。

【００５５】なお、図８、９、１０に実施例で用いた封
口部材等について示した。

【００５６】〈実施例１〉封口部材１１ａの中央に直
径７．５ｍｍの円環状のスリット溝を設けた（図８
（ａ））。このときのスリット溝が設けられている部分
の封口部材の残厚は１００μｍであった（図８
（ａ））。

【００５７】〈実施例２〉封口部材１１ａを、スリッ
ト溝部分の残厚が５０μｍである点をのぞいて実施例１
と同様の封口部材を使用した（図８（ａ））。

【００５８】〈実施例３〉封口部材１１ｂの中央に直
径１２ｍｍの円環の一部を欠いたＣ型のスリット溝を設
けた。このときのスリット溝部分の残厚は１００μｍで
あった（図８（ｂ））。

【００５９】〈実施例４〉封口部材１１ｃの中央に直
径１２ｍｍの穴をあけ、その部分に、膜厚２０μｍのア
ルミニウム箔を貼り付けた（図９）。

【００６０】〈実施例５〉封口部材にスリット溝や薄
肉部を設ける代わりに、突起部材１２を封口部材と突起
部材１２の先端との隙間が０．７ｍｍとなるように設け
た（図１０）。

【００６１】〈加圧試験〉図１２に実験に用いた装置を
示す。実験装置は、油圧を用いて開始圧力９ｋｇｆ／ｃ
ｍ²、加圧の圧力増加速度が毎秒１ｋｇｆ／ｃｍ²で電池
ケースの油圧口３３から加圧を行い、安全装置が作動す
る圧力を各１０回測定した。

【００６２】〈結果〉加圧試験の結果を表１に示す。

【００６３】

【表１】

【００６４】表１から明らかなように、すべての実施例
について安全装置としての機能を圧力のばらつきも比較
的少なく達成することが可能であった。

【００６５】実施例１、２の結果より、スリット溝の膜
厚を薄くすることで安全装置の作動圧を低下することが
できた。すなわちスリット溝の膜厚により、安全装置の
作動圧を調製できることが示された。

【００６６】実施例３，４，５より、種々の封口部材に
よっても本発明の目的を達成することができることが明
らかとなった。

【００６７】

【発明の効果】本発明の密閉型電池は、安全装置の機能
を安全装置付外部端子に兼ね備えることにより、電池ケ
ースに組み付ける部品点数を削減できた。この構成の電
池としたことで安全装置の機能を損なわずに、電池の組
み付け部品点数を削減した電池を提供することが可能と
なる。つまり本発明により、別途の独立部品としての安
全装置を必要とせず、また別途電池の内外に余分なスペ
ースを設けることなく、簡単な構造であってかつ安全性
に優れた密閉型電池を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の密閉型電池の断面図である。

【図２】実施形態の密閉型電池の電極体の斜視図であ
る。

【図３】実施形態の密閉型電池の電極体の展開図であ
る。

【図４】実施形態の密閉型電池の安全装置付外部端子の
斜視図である。

【図５】実施形態の安全装置付外部端子の構成を挙げた
斜視図である。

【図６】実施形態の安全装置付外部端子の製造法の一態
様を挙げた断面図である。

【図７】実施形態の安全装置付外部端子の封口部材の一
態様を挙げた図である。

【図８】実施例１から３で用いた封口部材を示した図で
ある。

【図９】実施例４で用いた封口部材を示した図である。

【図１０】実施例５で用いた突起部材を有する安全装置
付外部端子を示した図である。

【図１１】実施形態の電池ケースと安全装置付外部端子
と電極体の接続の構成の一態様を挙げた断面図である。

【図１２】実施例の加圧試験の実験装置を示した断面図
である。

【符号の説明】

１…安全装置付外部端子１０…端子本体１０ａ…ガス抜き穴１１…封口部
材１１ａ，１１ｂ…スリット溝１１ｃ…薄膜
（封口部材弱体部）１１ｚ…縁部１２…突起部
材２…電極体２１…正極２１ａ…正極集電体２１ｂ…正極合
材２１ｃ…正極合材未塗工部２１ｄ…正極リー
ド２２…負極２２ａ…負極集電体２２ｂ…負極合材２１ｃ…負極合材未塗工部２
２ｄ…負極リード２５…セパレータ２６…巻芯３…電池ケース３１…電池ケース蓋３２…ケース本体４…負極集電端子８，９…圧着治具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺吾朗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 (72)発明者中野昭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 (72)発明者佐伯徹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 (72)発明者野崎耕愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者竹内友康愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 5H012 AA01 BB11 DD01 DD05 DD17 EE04 FF01 FF02 GG01 JJ01 5H022 AA09 AA18 BB03 CC03 CC12 CC20 CC22 5H028 AA01 AA07 BB01 CC05 CC07 CC08 CC12 CC24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電池ケースと、該電池ケースの内部に封
入収納された正極、負極および電解液と、該正極および
該負極のいずれか一方に電気的に接続され該電池ケース
を貫通した状態で該電池ケースに密封保持された外部端
子を有する電池であって、該外部端子は、該電池ケースの内外を連通するガス抜き
穴をもつ端子本体と、該ガス抜き穴を封止し、該電池ケ
ース内部のガス圧が所定圧以上に達したときに該電池ケ
ース内部のガスを外部に放出させる封口部材とを有する
ことを特徴とする密閉型電池。
【請求項２】前記封口部材は、前記端子本体の前記電
池ケース内部に位置する部分を被覆する請求項１記載の
密閉型電池。
【請求項３】前記端子本体の前記電池ケース内部に位
置する部分は、該端子本体の該電池ケース外部に位置す
る部分よりも径の大きい太径部をなし、該太径部は、前記外部端子が保持される該電池ケースの
内壁に面するフランジ面を有し、該外部端子は、該フランジ面と該電池ケース内壁との間
にガスケットを狭持して該電池ケースに密封保持されて
いる請求項２記載の密閉型電池。
【請求項４】前記太径部は、前記フランジ面の外縁
に、該フランジ面より突出する環状の突起部を有し、前記封口部材は、該突起部を巻き込んで該突起部に係止
されている請求項３記載の密閉型電池。
【請求項５】前記封口部材は、その一部に弱体部を有
する請求項１ないし４のいずれかに記載の密閉型電池。
【請求項６】前記弱体部の形状は、環形または環形の
一部が欠損した形状である請求項５記載の密閉型電池。
【請求項７】前記外部端子は、該電池ケースの内部の
ガス圧により変形する封口部材を穿孔または破断させる
ための突起部材を有する請求項１ないし６のいずれかに
記載の密閉型電池。