JP2001266804A - 密閉二次電池 - Google Patents
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 極めて安全性の高い防爆弁の構造を形成した
密閉二次電池を提供すること。 【解決手段】 密閉二次電池の外挿缶１の側壁１６ａ、
１６ｂに、この側壁１６の中心線に対称に、中央部が外
挿缶１の開口部１９に平行な直線状で両端部が非直線状
にそれぞれが連続した薄肉部で形成した防爆弁１８、１
８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを設ける。
密閉二次電池を提供すること。 【解決手段】 密閉二次電池の外挿缶１の側壁１６ａ、
１６ｂに、この側壁１６の中心線に対称に、中央部が外
挿缶１の開口部１９に平行な直線状で両端部が非直線状
にそれぞれが連続した薄肉部で形成した防爆弁１８、１
８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外装缶の１つまた
はいくつかの面に、防爆弁を備えた角形の金属外装缶の
電池に関する本発明は、異常事態に対して安全性の高い
安全・防爆機能を備えた密閉電池に関する。
はいくつかの面に、防爆弁を備えた角形の金属外装缶の
電池に関する本発明は、異常事態に対して安全性の高い
安全・防爆機能を備えた密閉電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話やノートブック型パソコ
ンなどの電子機器の高性能化、小型化には目覚しいもの
があり、これらの電子機器の電源となる二次電池の高エ
ネルギー化の要求も強まっている。このため、リチウム
金属、リチウム合金、もしくは炭素質材料のようなリチ
ウムを吸蔵・放出できる物質を負極材料に使用する密閉
電池の開発が活発に行われている。
ンなどの電子機器の高性能化、小型化には目覚しいもの
があり、これらの電子機器の電源となる二次電池の高エ
ネルギー化の要求も強まっている。このため、リチウム
金属、リチウム合金、もしくは炭素質材料のようなリチ
ウムを吸蔵・放出できる物質を負極材料に使用する密閉
電池の開発が活発に行われている。
【０００３】しかしながら、電池の高エネルギー化に伴
い危険性も増している。例えば、非水電解液を用いた密
閉電池は、充電時の際に定格よりも過大な電流が供給さ
れて過充電状態になったり、あるいは密閉電池を使用す
る機器の故障や誤使用により大電流が流れて短絡状態に
なったりすると、密閉電池内部の電解液が分解してガス
が発生して電池の内圧が上昇してしまい密閉電池が破裂
してしまう場合が発生する。
い危険性も増している。例えば、非水電解液を用いた密
閉電池は、充電時の際に定格よりも過大な電流が供給さ
れて過充電状態になったり、あるいは密閉電池を使用す
る機器の故障や誤使用により大電流が流れて短絡状態に
なったりすると、密閉電池内部の電解液が分解してガス
が発生して電池の内圧が上昇してしまい密閉電池が破裂
してしまう場合が発生する。
【０００４】更に、過充電あるいは電池内での短絡が続
くと、電解液の分解による発熱により電池温度が急激に
上昇し、それによっても密閉電池が破裂してしまう場合
が発生する。
くと、電解液の分解による発熱により電池温度が急激に
上昇し、それによっても密閉電池が破裂してしまう場合
が発生する。
【０００５】したがって、密閉電池の内圧上昇や発熱に
よる破裂を未然に防ぐことが、密閉電池、特に、非水電
解液を用いた場合の実用化には必須であるため、特開平
２−２８８０６３号公報に示されるような防爆機能と電
流遮断機能を有する封口構造を備えた密閉電池が実用化
されている。
よる破裂を未然に防ぐことが、密閉電池、特に、非水電
解液を用いた場合の実用化には必須であるため、特開平
２−２８８０６３号公報に示されるような防爆機能と電
流遮断機能を有する封口構造を備えた密閉電池が実用化
されている。
【０００６】また、電池の封口構造を、防爆機能と電流
遮断機能を具備した構造にせずに、外装缶自体に薄肉部
で形成した防爆弁を形成したものも存在している。
遮断機能を具備した構造にせずに、外装缶自体に薄肉部
で形成した防爆弁を形成したものも存在している。
【０００７】それらは、図９に示すように外装缶３１の
底面３２に薄肉部による防爆弁３３ａを形成したもの
や、図１０に示すように、外装缶３１の側壁３４に横方
向に薄肉部を設けて防爆弁３３ｂを形成しているものが
ある。この場合の防爆弁３３ｂは、外装缶３１の側壁に
３４設けられている形状が直線状で、また、外装缶の開
口部３５に平行方向に設けられている。なお、図１１に
示すように防爆弁３３ｂの両端の先端部分の形状処理
は、残肉部３６が角のある角型形状になっていた。
底面３２に薄肉部による防爆弁３３ａを形成したもの
や、図１０に示すように、外装缶３１の側壁３４に横方
向に薄肉部を設けて防爆弁３３ｂを形成しているものが
ある。この場合の防爆弁３３ｂは、外装缶３１の側壁に
３４設けられている形状が直線状で、また、外装缶の開
口部３５に平行方向に設けられている。なお、図１１に
示すように防爆弁３３ｂの両端の先端部分の形状処理
は、残肉部３６が角のある角型形状になっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように防爆機能と電流遮断機能を有する封口構造にする
のは構造が複雑で構成する部品点数も多くなり、電池の
組立にも工数がかかりあまり好ましくない。
ように防爆機能と電流遮断機能を有する封口構造にする
のは構造が複雑で構成する部品点数も多くなり、電池の
組立にも工数がかかりあまり好ましくない。
【０００９】また、外装缶の底面に防爆弁を形成するの
は、最近のように電池の薄型化が進展し、底面の幅が極
度に小さくなってきているため、物理的に防爆弁を形成
するのが困難になってきている。
は、最近のように電池の薄型化が進展し、底面の幅が極
度に小さくなってきているため、物理的に防爆弁を形成
するのが困難になってきている。
【００１０】また、防爆弁は外装缶の強度の最も弱い個
所に設置に設置することが望ましいので、外装缶の各稜
線は強度が強く、各面部は面積が狭いほど強度が強いた
め、底面に防爆弁を設けるのはその意味からもあまり得
策ではない。
所に設置に設置することが望ましいので、外装缶の各稜
線は強度が強く、各面部は面積が狭いほど強度が強いた
め、底面に防爆弁を設けるのはその意味からもあまり得
策ではない。
【００１１】また、外装缶の側壁に設けた防爆弁は、こ
れは防爆弁の両端に開口部分が大きくなり過ぎないよう
な工夫があまりなされていなかつたため、防爆弁として
働いたときに防爆弁の開口部分が所望の寸法、面積以上
に開いてしまうことが発生していた。
れは防爆弁の両端に開口部分が大きくなり過ぎないよう
な工夫があまりなされていなかつたため、防爆弁として
働いたときに防爆弁の開口部分が所望の寸法、面積以上
に開いてしまうことが発生していた。
【００１２】防爆弁の開口部分が所望の寸法、面積以上
に開いてしまうと、防爆弁が作動した場合、防爆の役割
は果たすが、それに止まらず、害として最悪の事態には
発電要素などの内容物が、電池の外部に飛散する恐れが
あり危険な事態になる恐れがある。
に開いてしまうと、防爆弁が作動した場合、防爆の役割
は果たすが、それに止まらず、害として最悪の事態には
発電要素などの内容物が、電池の外部に飛散する恐れが
あり危険な事態になる恐れがある。
【００１３】本発明はこれらの事情にもとづいてなされ
たもので、極めて安全性の高い防爆弁の構造を形成した
密閉二次電池を提供することを目的としている。
たもので、極めて安全性の高い防爆弁の構造を形成した
密閉二次電池を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明による手
段によれば、側壁と底部とで有底筒状に形成された金属
製の外装缶と、前記外装缶の内部に収納され、セパレー
タを挟んで対峠した正極及び負極を渦巻状に巻回した電
極体と、前記外装缶の内部に注入される非水系電解液を
有し、前記外装缶の開口部を蓋体で封口した密閉二次電
池において、前記側壁には、この側壁の中心線に対称
に、中央部が前記開口部に平行な直線状で両端部が非直
線状にそれぞれが連続した薄肉部で形成した防爆弁が設
けられていることを特徴とする密閉二次電池である。
段によれば、側壁と底部とで有底筒状に形成された金属
製の外装缶と、前記外装缶の内部に収納され、セパレー
タを挟んで対峠した正極及び負極を渦巻状に巻回した電
極体と、前記外装缶の内部に注入される非水系電解液を
有し、前記外装缶の開口部を蓋体で封口した密閉二次電
池において、前記側壁には、この側壁の中心線に対称
に、中央部が前記開口部に平行な直線状で両端部が非直
線状にそれぞれが連続した薄肉部で形成した防爆弁が設
けられていることを特徴とする密閉二次電池である。
【００１５】また請求項２の発明による手段によれば、
前記防爆弁は、前記外装缶の内部に前記電極体が挿入さ
れた際にその電極体の上端部近傍の位置に対応する前記
外装缶の前記側壁に設けられていることを特徴とする密
閉二次電池である。
前記防爆弁は、前記外装缶の内部に前記電極体が挿入さ
れた際にその電極体の上端部近傍の位置に対応する前記
外装缶の前記側壁に設けられていることを特徴とする密
閉二次電池である。
【００１６】また請求項３の発明による手段によれば、
前記防爆弁は、前記両端部が２５度以上の傾斜角で上方
に屈折した直線で形成されていることを特徴とする密閉
二次電池である。
前記防爆弁は、前記両端部が２５度以上の傾斜角で上方
に屈折した直線で形成されていることを特徴とする密閉
二次電池である。
【００１７】また請求項４の発明による手段によれば、
前記防爆弁は、前記両端部が前記外装缶の稜線又は前記
外装缶と蓋体との接合部が形成した稜線に向かって形成
されていることを特徴とする密閉二次電池である。
前記防爆弁は、前記両端部が前記外装缶の稜線又は前記
外装缶と蓋体との接合部が形成した稜線に向かって形成
されていることを特徴とする密閉二次電池である。
【００１８】また請求項５の発明による手段によれば、
前記防爆弁は、前記両端部の終端が曲線状に形成されて
いることを特徴とする密閉二次電池である。
前記防爆弁は、前記両端部の終端が曲線状に形成されて
いることを特徴とする密閉二次電池である。
【００１９】また請求項６の発明による手段によれば、
前記防爆弁は、プレス加工によって形成されていること
を特徴とする密閉二次電池である。
前記防爆弁は、プレス加工によって形成されていること
を特徴とする密閉二次電池である。
【００２０】また請求項７の発明による手段によれば、
前記防爆弁は、断面が台形状で台形の底辺の外側の角度
が９３度から１２３度までの範囲であることを特徴とす
る密閉二次電池である。
前記防爆弁は、断面が台形状で台形の底辺の外側の角度
が９３度から１２３度までの範囲であることを特徴とす
る密閉二次電池である。
【００２１】また請求項８の発明による手段によれば、
前記防爆弁は、前記外装缶の前記開口部から前記外装缶
の開口端から１ｍｍから１０ｍｍまでの間の領域に設け
られていることを特徴とする密閉二次電池である。
前記防爆弁は、前記外装缶の前記開口部から前記外装缶
の開口端から１ｍｍから１０ｍｍまでの間の領域に設け
られていることを特徴とする密閉二次電池である。
【００２２】また請求項９の発明による手段によれば、
前記防爆弁は、前記中央部の残肉の肉厚が前記両端部の
残肉の肉厚より小さくなっていることを特徴とする密閉
二次電池である。
前記防爆弁は、前記中央部の残肉の肉厚が前記両端部の
残肉の肉厚より小さくなっていることを特徴とする密閉
二次電池である。
【００２３】また請求項１０の発明による手段によれ
ば、前記外装缶は、アルミニウム、鉄又はステンレスお
よび、それらの合金のうちいずれかの１つの材質で形成
されていることを特徴とする密閉二次電池である。
ば、前記外装缶は、アルミニウム、鉄又はステンレスお
よび、それらの合金のうちいずれかの１つの材質で形成
されていることを特徴とする密閉二次電池である。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００２５】まず、本発明に係わる二次電池の構造を角
型密閉電池を例として、図１を参照して詳細に説明す
る。図１は、本発明に係わる密閉電池、例えば角型密閉
リチウムイオン二次電池を示す斜視図である。ここで、
角型とは外装缶を発電要素を含む面で切断したときの断
面形状が長方形であることを意味するが、各コーナの部
分がアール状に形成されているものも含む。
型密閉電池を例として、図１を参照して詳細に説明す
る。図１は、本発明に係わる密閉電池、例えば角型密閉
リチウムイオン二次電池を示す斜視図である。ここで、
角型とは外装缶を発電要素を含む面で切断したときの断
面形状が長方形であることを意味するが、各コーナの部
分がアール状に形成されているものも含む。
【００２６】すなわち、アルミニウムまたはアルミニウ
ム系合金からなる有底矩形筒状をなす外装缶１は正極端
子を兼ねている。この外装缶１の底部内面に絶縁フィル
ム２が配置されている。また、外装缶の側壁部で長さ方
向の面１ａには後述する薄肉加工により防爆弁が形成さ
れている。
ム系合金からなる有底矩形筒状をなす外装缶１は正極端
子を兼ねている。この外装缶１の底部内面に絶縁フィル
ム２が配置されている。また、外装缶の側壁部で長さ方
向の面１ａには後述する薄肉加工により防爆弁が形成さ
れている。
【００２７】発電要素である電極体３は、外装缶１の内
部に収納されている。電極体３は負極４とセパレータ５
と正極６とを正極６が最外周に位置するように渦巻状に
捲回した後、偏平状にプレス成形することにより形成さ
れている。中心付近にリード取り出し孔を有する例えば
合成樹脂からなるスぺーサ７は、外装缶１の内部の電極
体３の上に配置されている。アルミニウムまたはアルミ
ニウム系合金からなり、注液孔１０と負極端子の取出し
孔９が設けられた蓋体８は、外装缶１の上端開口部に例
えばレーザ溶接により気密に接合されている。なお、注
液孔１０は電解液が外装缶１に注液後に、注液孔１０に
挿入されたアルミニウムまたはアルミニウム系合金製の
栓体（不図示）がパルスレーザにより蓋体８と溶接さ
れ、注液孔１０が封止されている。
部に収納されている。電極体３は負極４とセパレータ５
と正極６とを正極６が最外周に位置するように渦巻状に
捲回した後、偏平状にプレス成形することにより形成さ
れている。中心付近にリード取り出し孔を有する例えば
合成樹脂からなるスぺーサ７は、外装缶１の内部の電極
体３の上に配置されている。アルミニウムまたはアルミ
ニウム系合金からなり、注液孔１０と負極端子の取出し
孔９が設けられた蓋体８は、外装缶１の上端開口部に例
えばレーザ溶接により気密に接合されている。なお、注
液孔１０は電解液が外装缶１に注液後に、注液孔１０に
挿入されたアルミニウムまたはアルミニウム系合金製の
栓体（不図示）がパルスレーザにより蓋体８と溶接さ
れ、注液孔１０が封止されている。
【００２８】負極端子１１は、蓋体８の取出し孔９にガ
ラス製または樹脂製の絶縁体１２を介してハーメティツ
クシールされている。また、これらの外装缶の側壁の外
部には、図示しない電池パックの配線材１３が接合され
ている。
ラス製または樹脂製の絶縁体１２を介してハーメティツ
クシールされている。また、これらの外装缶の側壁の外
部には、図示しない電池パックの配線材１３が接合され
ている。
【００２９】また、図２に示すように、外装缶１は、ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金の薄板材を深絞り加
工で、外形寸法が幅３０ｍｍ×高さ４７ｍｍ×厚さ５ｍ
ｍで、肉厚は０．２５ｍｍ〜０．４０ｍｍ有底矩形筒状
の所定形状に加工されている。その後、側壁１６へ防爆
弁１８の加工が施される。防爆弁１８の加工は矩形筒体
内に中子を挿入した状態で、側壁１６の外側から図２に
示すような断面形状をプレス加工により形成している。
ルミニウムまたはアルミニウム合金の薄板材を深絞り加
工で、外形寸法が幅３０ｍｍ×高さ４７ｍｍ×厚さ５ｍ
ｍで、肉厚は０．２５ｍｍ〜０．４０ｍｍ有底矩形筒状
の所定形状に加工されている。その後、側壁１６へ防爆
弁１８の加工が施される。防爆弁１８の加工は矩形筒体
内に中子を挿入した状態で、側壁１６の外側から図２に
示すような断面形状をプレス加工により形成している。
【００３０】防爆弁１８の形状は、防爆弁１８が配置さ
れる外装缶１の側壁１６の面の中心線に対して線対称な
形状である。それらは、防爆弁１８の位置と形状を変え
た実験により、中心線に対称に形成することにより、防
爆弁１８を加工するときに作動圧が最も制御し易く、ま
た、作動圧のばらつきを一定の最も狭い範囲内に抑える
ことができることを確認した結果に基づいている。した
がって、安全性と信頼性の極めて高い防爆弁１８を形成
している。
れる外装缶１の側壁１６の面の中心線に対して線対称な
形状である。それらは、防爆弁１８の位置と形状を変え
た実験により、中心線に対称に形成することにより、防
爆弁１８を加工するときに作動圧が最も制御し易く、ま
た、作動圧のばらつきを一定の最も狭い範囲内に抑える
ことができることを確認した結果に基づいている。した
がって、安全性と信頼性の極めて高い防爆弁１８を形成
している。
【００３１】また、図２に示すように、防爆弁１８の形
状は直線形状を基本部分にしているが、直線形状の両端
で、外装缶１の開口部１９の方に向けて角度ｄ度だけ向
きを変えるように形成している。この角度ｄは外装缶１
の大きさ、形状などにより適正な数値に合わせる必要が
あるが、２５度から４５度の範囲が好適であることを、
角度を変えた実験により確認している。
状は直線形状を基本部分にしているが、直線形状の両端
で、外装缶１の開口部１９の方に向けて角度ｄ度だけ向
きを変えるように形成している。この角度ｄは外装缶１
の大きさ、形状などにより適正な数値に合わせる必要が
あるが、２５度から４５度の範囲が好適であることを、
角度を変えた実験により確認している。
【００３２】また、図３は防爆弁１８の断面形状を、図
２のＡ−Ａ´断面で示した断面図である。すなわち、防
爆弁１８の断面形状は残肉部２０を残した台形形状に抉
られている。角度Ｄは、９３度から１２３度までの範囲
が、防爆弁１８が確実に作動させるのに適している。ま
た、防爆弁１８は、中央付近と、上方に向きを変えた部
分より先端側の両端付近とでは薄肉部２０の残肉の肉厚
を意図的に異なる寸法としている。
２のＡ−Ａ´断面で示した断面図である。すなわち、防
爆弁１８の断面形状は残肉部２０を残した台形形状に抉
られている。角度Ｄは、９３度から１２３度までの範囲
が、防爆弁１８が確実に作動させるのに適している。ま
た、防爆弁１８は、中央付近と、上方に向きを変えた部
分より先端側の両端付近とでは薄肉部２０の残肉の肉厚
を意図的に異なる寸法としている。
【００３３】すなわち、中央付近は残肉部２０の肉厚を
０．０７ｍｍ〜０．１２ｍｍにして、この部分で作動圧
力を決定するようにし、一方、向きを変えた部分より先
端側の両端付近では残肉部２０の肉厚の値を中央付近の
残肉より０．０３ｍｍないし０．０７ｍｍ大きくして厚
くして、防爆弁１８が作用する際の開口の大きさと開口
速度を制御する機能を果たす役割をしている。
０．０７ｍｍ〜０．１２ｍｍにして、この部分で作動圧
力を決定するようにし、一方、向きを変えた部分より先
端側の両端付近では残肉部２０の肉厚の値を中央付近の
残肉より０．０３ｍｍないし０．０７ｍｍ大きくして厚
くして、防爆弁１８が作用する際の開口の大きさと開口
速度を制御する機能を果たす役割をしている。
【００３４】また、外装缶１は図１に示したように、電
極体３を入れた後に蓋体８によって開口部１９を閉じら
れている。この加工は、レーザシーム溶接などの方法で
外装缶１と蓋体８とが気密性の高い接合がなされる。今
回の実験に用いた外装缶１と蓋体８では、この溶接部分
が外装缶１の全ての稜線よりも最も肉厚が厚く丈夫に形
成している。
極体３を入れた後に蓋体８によって開口部１９を閉じら
れている。この加工は、レーザシーム溶接などの方法で
外装缶１と蓋体８とが気密性の高い接合がなされる。今
回の実験に用いた外装缶１と蓋体８では、この溶接部分
が外装缶１の全ての稜線よりも最も肉厚が厚く丈夫に形
成している。
【００３５】これにより、前述のように外装缶１の開口
部１９の方向に防爆弁１８の両端を傾斜して向けること
によって、防爆弁１８が作動して、万が一弁が所望の寸
法、面積以上に裂けてしまった場合でも、最も肉厚で丈
夫な外装缶１と蓋体８との溶接部分の方向に裂けて、裂
けの程度を最も小さく抑えることができる。
部１９の方向に防爆弁１８の両端を傾斜して向けること
によって、防爆弁１８が作動して、万が一弁が所望の寸
法、面積以上に裂けてしまった場合でも、最も肉厚で丈
夫な外装缶１と蓋体８との溶接部分の方向に裂けて、裂
けの程度を最も小さく抑えることができる。
【００３６】このように防爆弁１８の両端の向く方向を
最も近い外装缶１と蓋体８によって構成された辺または
外装缶１の稜線に向けることによって、防爆弁１８が、
万が一に必要以上の開口をした場合でも最小限に抑える
ことができる。
最も近い外装缶１と蓋体８によって構成された辺または
外装缶１の稜線に向けることによって、防爆弁１８が、
万が一に必要以上の開口をした場合でも最小限に抑える
ことができる。
【００３７】また、図４に示すように防爆弁１８の両端
の先端部分の形状処理は残肉部２０が角のない丸みのあ
る形状に形成している。この角のない丸みのある形状に
することによって防爆弁１８が所望の寸法、面積以上に
裂ける機会が大幅に減少している。
の先端部分の形状処理は残肉部２０が角のない丸みのあ
る形状に形成している。この角のない丸みのある形状に
することによって防爆弁１８が所望の寸法、面積以上に
裂ける機会が大幅に減少している。
【００３８】防爆弁１８の位置に関しては実験により、
外装缶１の開口部１９からの距離（図１のＬ）が、１ｍ
ｍから１０ｍｍまでの間の領域に防爆弁１８を加工する
ことが好適であることを確認した。この位置は、密閉電
池の内蔵されている電極体３と対照すると、丁度、電極
体３の上端部の近傍の位置に該当する。従って、電池内
の各部のガスが全て流れ込める位置である。したがっ
て、防爆機能を果たすのに好適である。
外装缶１の開口部１９からの距離（図１のＬ）が、１ｍ
ｍから１０ｍｍまでの間の領域に防爆弁１８を加工する
ことが好適であることを確認した。この位置は、密閉電
池の内蔵されている電極体３と対照すると、丁度、電極
体３の上端部の近傍の位置に該当する。従って、電池内
の各部のガスが全て流れ込める位置である。したがっ
て、防爆機能を果たすのに好適である。
【００３９】なお、実験では角形の外装缶１の密閉電池
が防爆弁１８が作動するような状態になった場合に外装
缶１自体が膨らんで変形するが、このときに最も応力が
集中する箇所が開口部１９から１０ｍｍ程度までの領域
と缶底から１０ｍｍ程度の領域であったことも確認して
いる。
が防爆弁１８が作動するような状態になった場合に外装
缶１自体が膨らんで変形するが、このときに最も応力が
集中する箇所が開口部１９から１０ｍｍ程度までの領域
と缶底から１０ｍｍ程度の領域であったことも確認して
いる。
【００４０】ただし、缶底近くは防爆弁１８をプレス加
工で作る場合に作業性が悪く、開口部１９の周辺の方が
作業性が良いために開口部１９から１０ｍｍまでの領域
に防爆弁１８を作るのが最も好適である。またこの位置
に防爆弁１８を設けると、電池内の内蔵物との関係もあ
り、無理なく確実に防爆弁１８を作動させるのに適した
位置である。また、防爆弁１８を加工するときに作動圧
を最も制御し易く、さらに作動圧のばらつきを一定の最
も狭い範囲内に抑えることができた。
工で作る場合に作業性が悪く、開口部１９の周辺の方が
作業性が良いために開口部１９から１０ｍｍまでの領域
に防爆弁１８を作るのが最も好適である。またこの位置
に防爆弁１８を設けると、電池内の内蔵物との関係もあ
り、無理なく確実に防爆弁１８を作動させるのに適した
位置である。また、防爆弁１８を加工するときに作動圧
を最も制御し易く、さらに作動圧のばらつきを一定の最
も狭い範囲内に抑えることができた。
【００４１】なお、防爆弁１８の加工方法は、前述のよ
うに防爆弁１８の形状が、図２のＡ−Ａ´で示す中心線
の防爆弁１８の部分の断面形状が台形で、図３に示すよ
うに、このときの傾き、角度Ｄは、９３度から１２３度
までの範囲が、防爆弁１８が確実に作動し、また、プレ
スによる加工性が良いことが判った。一般には、プレス
加工による生産方法が最もコスト面では有利で、作動圧
の制御もし易く好適であるが、その他にも、エッチング
を用いる方法も可能である。ただ、エッチングを用いる
方法は、コストが掛かる点や大量生産には不向きな点も
ある。
うに防爆弁１８の形状が、図２のＡ−Ａ´で示す中心線
の防爆弁１８の部分の断面形状が台形で、図３に示すよ
うに、このときの傾き、角度Ｄは、９３度から１２３度
までの範囲が、防爆弁１８が確実に作動し、また、プレ
スによる加工性が良いことが判った。一般には、プレス
加工による生産方法が最もコスト面では有利で、作動圧
の制御もし易く好適であるが、その他にも、エッチング
を用いる方法も可能である。ただ、エッチングを用いる
方法は、コストが掛かる点や大量生産には不向きな点も
ある。
【００４２】なお、実験によれば、外装缶１の材料を鉄
やステンレスを用いた場合も、同様の結果を得ている。
やステンレスを用いた場合も、同様の結果を得ている。
【００４３】次に、上述の防爆弁１８の変形例の一例に
ついて個々の形状を説明する。これらの防爆弁１８の形
状はいずれも防爆弁１８の中心線に対して対称の形状で
あり、それらの形状は、防爆弁１８の中心線に対して鏡
像の位置関係になっている。
ついて個々の形状を説明する。これらの防爆弁１８の形
状はいずれも防爆弁１８の中心線に対して対称の形状で
あり、それらの形状は、防爆弁１８の中心線に対して鏡
像の位置関係になっている。
【００４４】なお、いずれの場合も、防爆弁１８の設置
位置は上述の場合と同様であるので、それぞれの場合の
説明は省略する。また、図２と同一機能部分には同一符
号を付している。 ［変形例１］図５に示す形状で、防爆弁１８ａは直線部
の両端がそれぞれ上方に半円状に形成されている。この
半円形状の曲率半径は１．５ｍｍ〜２．５ｍｍ程度であ
る。
位置は上述の場合と同様であるので、それぞれの場合の
説明は省略する。また、図２と同一機能部分には同一符
号を付している。 ［変形例１］図５に示す形状で、防爆弁１８ａは直線部
の両端がそれぞれ上方に半円状に形成されている。この
半円形状の曲率半径は１．５ｍｍ〜２．５ｍｍ程度であ
る。
【００４５】この防爆弁１８ａにより、上述の実施の形
態で示した防爆弁１８と同等の機能、性能を果たすこと
を実験で確認した。 ［変形例２］図６に示す形状で、防爆弁１８ｂは直線部
の両端上方に傾斜し、かつ、傾斜した先端に円形部を形
成している。傾斜は上述の実施の形態で示した角度と同
様に２５度から４５度である。また、先端はＲ形状に形
成されている。
態で示した防爆弁１８と同等の機能、性能を果たすこと
を実験で確認した。 ［変形例２］図６に示す形状で、防爆弁１８ｂは直線部
の両端上方に傾斜し、かつ、傾斜した先端に円形部を形
成している。傾斜は上述の実施の形態で示した角度と同
様に２５度から４５度である。また、先端はＲ形状に形
成されている。
【００４６】この防爆弁１８ｂにより、上述の実施の形
態で示した防爆弁１８と同等の機能、性能を果たすこと
を実験で確認した。 ［変形例３］図７に示す形状で、防爆弁１８ｃは直線部
の両端に円形部２１ａ、２１ｂを形成している。この円
形部２１ａ、２１ｂの曲率半径は０．４ｍｍ〜１．２ｍ
ｍ程度である。
態で示した防爆弁１８と同等の機能、性能を果たすこと
を実験で確認した。 ［変形例３］図７に示す形状で、防爆弁１８ｃは直線部
の両端に円形部２１ａ、２１ｂを形成している。この円
形部２１ａ、２１ｂの曲率半径は０．４ｍｍ〜１．２ｍ
ｍ程度である。
【００４７】この防爆弁１８ｃにより、上述の実施の形
態で示した防爆弁１８と同等の機能、性能を果たすこと
を実験で確認した。 ［変形例４］図８に示す形状で、防爆弁１８ｄは直線部
の両端に円形部２２ａ、２２ｂを形成している。また、
この円形部２２ａ、２２ｂには、内部に円形部２２ａ、
２２ｂと同心の島部２３ａ、２３ｂが未加工の部分とし
て残存している。なお、この円形部２２ａ、２２ｂの曲
率半径は１．２ｍｍ〜２．２ｍｍ程度である。
態で示した防爆弁１８と同等の機能、性能を果たすこと
を実験で確認した。 ［変形例４］図８に示す形状で、防爆弁１８ｄは直線部
の両端に円形部２２ａ、２２ｂを形成している。また、
この円形部２２ａ、２２ｂには、内部に円形部２２ａ、
２２ｂと同心の島部２３ａ、２３ｂが未加工の部分とし
て残存している。なお、この円形部２２ａ、２２ｂの曲
率半径は１．２ｍｍ〜２．２ｍｍ程度である。
【００４８】この防爆弁１８ｄにより、上述の実施の形
態で示した防爆弁１８と同等の機能、性能を果たすこと
を実験で確認した。
態で示した防爆弁１８と同等の機能、性能を果たすこと
を実験で確認した。
【００４９】なお、上述の実施の形態では、外装缶１の
側壁１６の１面に防爆弁１８〜１８ｄを形成したが、側
壁１６の２面にそれぞれ防爆弁を形成してもよい。
側壁１６の１面に防爆弁１８〜１８ｄを形成したが、側
壁１６の２面にそれぞれ防爆弁を形成してもよい。
【００５０】上述のように本発明の密閉二次電池は、防
爆弁が所望の寸法、面積だけ開口して、過度に開かなく
なるように形成しているので、電池内部のガス発生によ
り内圧が所定値以上に上昇すると、密閉二次電池の外装
缶の所定位置に設けた防爆弁が作用して、過充電時など
の密閉二次電池の内圧上昇や発熱を初期で抑えることが
できる。
爆弁が所望の寸法、面積だけ開口して、過度に開かなく
なるように形成しているので、電池内部のガス発生によ
り内圧が所定値以上に上昇すると、密閉二次電池の外装
缶の所定位置に設けた防爆弁が作用して、過充電時など
の密閉二次電池の内圧上昇や発熱を初期で抑えることが
できる。
【００５１】また、防爆弁により発生したガスを円滑に
電池の外部に排出して密閉二次電池の破裂を確実に防止
することができる。
電池の外部に排出して密閉二次電池の破裂を確実に防止
することができる。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、防爆弁の作動を所定範
囲内に確実に限定した、極めて安全性の高い防爆弁の構
造を形成した密閉二次電池を量産することができる。
囲内に確実に限定した、極めて安全性の高い防爆弁の構
造を形成した密閉二次電池を量産することができる。
【図１】密閉二次電池の外観斜視図。
【図２】本発明の防爆弁を設けた外装缶の斜視図。
【図３】本発明の防爆弁の断面図。
【図４】本発明の防爆弁の端部の説明図。
【図５】本発明の防爆弁を設けた外装缶の変形例の斜視
図。
図。
【図６】本発明の防爆弁を設けた外装缶の変形例の斜視
図。
図。
【図７】本発明の防爆弁を設けた外装缶の変形例の斜視
図。
図。
【図８】本発明の防爆弁を設けた外装缶の変形例の斜視
図。
図。
【図９】従来の防爆弁の例を示す平面図。
【図１０】従来の防爆弁の例を示す斜視図。
【図１１】従来の防爆弁の端部の説明図。
１…外装缶、１６…側壁、１８、１８、１８ａ、１８
ｂ、１８ｃ、１８ｄ…防爆弁、１９…、２０…残肉部、
２１ａ、２１ｂ、２２…円形部、２３ａ、２３ｂ…島部
ｂ、１８ｃ、１８ｄ…防爆弁、１９…、２０…残肉部、
２１ａ、２１ｂ、２２…円形部、２３ａ、２３ｂ…島部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新東 連 東京都品川区南品川三丁目４番10号 東芝 電子エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 5H011 AA03 AA13 CC06 DD00 DD05 KK00 KK01 5H012 BB01 DD02 DD05 DD17 GG01 5H029 AJ12 AM01 BJ02 BJ14 BJ27 DJ02 EJ01 HJ00 HJ04
Claims (10)
- 【請求項１】 側壁と底部とで有底筒状に形成された金
属製の外装缶と、前記外装缶の内部に収納され、セパレ
ータを挟んで対峠した正極及び負極を渦巻状に巻回した
電極体と、前記外装缶の内部に注入される非水系電解液
を有し、前記外装缶の開口部を蓋体で封口した密閉二次
電池において、 前記側壁には、この側壁の中心線に対称に、中央部が前
記開口部に平行な直線状で両端部が非直線状にそれぞれ
が連続した薄肉部で形成した防爆弁が設けられているこ
とを特徴とする密閉二次電池。 - 【請求項２】 前記防爆弁は、前記外装缶の内部に前記
電極体が挿入された際にその電極体の上端部近傍の位置
に対応する前記外装缶の前記側壁に設けられていること
を特徴とする請求項１記載の密閉二次電池。 - 【請求項３】 前記防爆弁は、前記両端部が２５度以上
の傾斜角で上方に屈折した直線で形成されていることを
特徴とする請求項１記載の密閉二次電池。 - 【請求項４】 前記防爆弁は、前記両端部が前記外装缶
の稜線又は前記外装缶と蓋体との接合部が形成した稜線
に向かって形成されていることを特徴とする請求項１記
載の密閉二次電池。 - 【請求項５】 前記防爆弁は、前記両端部の終端が曲線
状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の密
閉二次電池。 - 【請求項６】 前記防爆弁は、プレス加工によって形成
されていることを特徴とする請求項１記載の密閉二次電
池。 - 【請求項７】 前記防爆弁は、断面が台形状で台形の底
辺の外側の角度が９３度から１２３度までの範囲である
ことを特徴とする請求項１記載の密閉二次電池。 - 【請求項８】 前記防爆弁は、前記外装缶の前記開口部
から前記外装缶の開口端から１ｍｍから１０ｍｍまでの
間の領域に設けられていることを特徴とする請求項１記
載の密閉二次電池。 - 【請求項９】 前記防爆弁は、前記中央部の残肉の肉厚
が前記両端部の残肉の肉厚より小さくなっていることを
特徴とする請求項１記載の密閉二次電池。 - 【請求項１０】 前記外装缶は、アルミニウム、鉄又は
ステンレスおよび、それらの合金のうちいずれかの１つ
の材質で形成されていることを特徴とする請求項１記載
の密閉二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000082873A JP2001266804A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 密閉二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000082873A JP2001266804A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 密閉二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001266804A true JP2001266804A (ja) | 2001-09-28 |
Family
ID=18599617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000082873A Pending JP2001266804A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 密閉二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001266804A (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100468839B1 (ko) * | 2000-11-08 | 2005-01-29 | 삼성에스디아이 주식회사 | 파단 선이 구비된 리튬 이온전지의 케이스 |
| KR100788574B1 (ko) * | 2005-11-29 | 2007-12-26 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지 |
| KR100788555B1 (ko) | 2006-02-27 | 2007-12-26 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지 |
| KR100795069B1 (ko) | 2004-10-20 | 2008-01-17 | 주식회사 엘지화학 | 찢어짐 방지 안전판을 가진 이차 전지 |
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| US20110269000A1 (en) * | 2009-01-27 | 2011-11-03 | Satoshi Suzuki | Safety valve and manufacturing method thereof, sealed battery and manufacturing method thereof, vehicle, and battery mounting device |
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| KR101136215B1 (ko) * | 2005-09-06 | 2012-04-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
| KR101136162B1 (ko) * | 2005-09-06 | 2012-04-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
| CN102420299A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-04-18 | 苏州冠硕新能源有限公司 | 一种锂电池 |
| CN102420298A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-04-18 | 苏州冠硕新能源有限公司 | 一种锂电池 |
| CN102576826A (zh) * | 2009-09-24 | 2012-07-11 | 株式会社Lg化学 | 具有切口凹槽的矩形可充电电池 |
| KR101325030B1 (ko) * | 2011-02-21 | 2013-11-04 | 주식회사 엘지화학 | 안전판이 구비된 각형 이차전지 |
| KR101326186B1 (ko) * | 2011-02-17 | 2013-11-07 | 주식회사 엘지화학 | 안전판이 구비된 각형 이차전지 |
| KR101347715B1 (ko) * | 2011-02-21 | 2014-01-03 | 주식회사 엘지화학 | 안전판이 구비된 각형 이차전지 |
| KR101516649B1 (ko) * | 2011-02-17 | 2015-05-04 | 주식회사 엘지화학 | 안전판이 구비된 각형 이차전지 |
| WO2018012709A1 (ko) * | 2016-07-12 | 2018-01-18 | 삼성에스디아이(주) | 이차 전지 |
| WO2021132224A1 (ja) * | 2019-12-27 | 2021-07-01 | パナソニック株式会社 | 蓄電装置および蓄電モジュール |
| JP2021174588A (ja) * | 2020-04-20 | 2021-11-01 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電セルおよび蓄電装置 |
-
2000
- 2000-03-23 JP JP2000082873A patent/JP2001266804A/ja active Pending
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