JP2001325934A

JP2001325934A - 電池の安全弁及びその製造方法

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Publication number: JP2001325934A
Application number: JP2000398430A
Authority: JP
Inventors: Takuma Morishita; 拓磨森下; Hironori Marubayashi; 啓則丸林; Shigeki Fujii; 繁樹藤井; Yoshihiro Hida; 芳宏飛田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2001-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】電池毎の安全弁の作動圧力差を小さくしつ
つ、安全弁作動時に十分な開放面積を確保し、しかも電
解液が漏れたりするのを防止することができる電池の安
全弁及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】電池を封口する板状の封口板６の開放孔
１７に薄肉の弁体が形成されて、電池内部圧力が所定値
以上となったときに上記弁体が破砕して電池内のガスを
電池外に放出する電池の安全弁９において、上記弁体に
はドーム形状を成すドーム部２・２が２以上形成され、
且つ弁体の中央部又はその近傍には弁体の破砕を容易に
するための破砕溝４・４が形成されていることを特徴と
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、電池を封口する板
状の封口板の開放孔に薄肉の弁体が形成されて、電池内
部圧力が所定値以上となったときに上記弁体が破砕して
電池内のガスを電池外に放出する電池の安全弁及びその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、金属リチウム又はＬｉＣｏＯ₂等
のリチウム含有複合酸化物を正極材料とする一方、リチ
ウムイオンを吸蔵、放出し得るリチウム−アルミニウム
合金、炭素材料等を負極材料とする非水電解液電池が、
高容量化が可能な電池として注目されている。

【０００３】上記非水電解液電池では、火中に投下した
り、異常条件での充放電を行う等、誤った取り扱いによ
り電池内で多量のガスが発生することがあるが、この場
合、電池内のガスを速やかに電池外に放出しないと、電
池が破裂したり、発火したりするという不都合がある。
そこで、上記電池には、異常時に、電池内のガスを速や
かに電池外に放出するための安全弁が設けられている。
このような安全弁としては、以下に示すようなものが提
案されている。

【０００４】（１）特開平１０−１０６５２４号公報
（図１６〜図１９参照）に示されるように、リング状の
基材２１の開放孔２１ａに、２枚のアルミニウム系材料
から成り弁体を構成するクラッド材（厚みは、基材の１
０％程度である）２２を溶接又は圧接して安全弁を２３
作製し、この安全弁２３を封口板２４に取り付けるとい
うもの（所謂、安全弁クラッド材仕様のもの）。

【０００５】（２）特開平１１−２５０８８５号公報
（図２０及び図２１参照）に示されるように、封口板２
５の開放孔２５ａの中程に、破砕溝２６が設けられた弁
体２７を有するもの。（３）特開平１１−２７３６４０号公報（図２２及び図
２３参照）に示されるように、封口板２８の開放孔２８
ａの下端部から、ドーム状を成す薄肉の弁体２９が形成
されたもの。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の安全弁では、以下に示すような課題を有していた。（１）の安全弁の課題このような安全弁２３では、基材２１とクラッド材２２
との溶接又は圧接時に溶接強度等にバラツキが生じた
り、安全弁２３を封口板２４に取り付ける際にクラッド
材２２を傷つけるおそれがあるということから、電解液
が漏れたり、電池毎の安全弁の作動圧力差が大きくなる
という課題がある。

【０００７】（２）の安全弁の課題このような安全弁では、電池毎の安全弁の作動圧力差は
小さくなるものの、安全弁が破砕する場合に、弁体２７
の開放面積にバラツキが生じ、開放面積が小さい場合に
は、ガス放出量よりガス発生量が多くなることがある。
このため、安全弁としての機能を十分に発揮することが
できず、電池の発火、破裂等を生じることがあるという
課題を有していた。

【０００８】（３）の安全弁の課題このような安全弁では、弁体２９の開放面積は大きくな
るため、発生した多量のガスは速やかに放出されるが、
開放孔２８ａの下端部から薄肉の弁体２９が形成されて
いるため、電池の組立時に振動、衝撃が加わった場合、
治具等により弁体２９が傷ついてクラック等が生じ、電
解液が漏れたりすることがあるという課題を有してい
た。

【０００９】本発明は、以上の事情に鑑みなされたもの
であって、電池毎の安全弁の作動圧力差を小さくしつ
つ、安全弁作動時に十分な開放面積を確保し、しかも電
解液が漏れたりするのを防止することができる電池の安
全弁及びその製造方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうちで請求項１記載の発明は、電池を封口
する板状の封口板に薄肉の弁体が形成されて、電池内部
圧力が所定値以上となったときに上記弁体が破砕して電
池内のガスを電池外に放出する電池の安全弁において、
上記弁体にはドーム形状を成すドーム部が形成され、且
つ弁体の中央部又はその近傍には弁体の破砕を容易にす
るための破砕溝が形成されていることを特徴とする。

【００１１】このように、弁体の中央部又はその近傍に
は弁体の破砕を容易にするための破砕溝が形成されてい
るので、電池内部圧が上昇した際に当該破砕溝から弁体
が確実に破砕し、且つ弁体にはドーム形状を成すドーム
部が形成されているので、上記の如く破砕溝から弁体の
破砕が開始した後に、ガスによる応力が強まるドーム部
の周縁部も破砕されることになる。したがって、若干弁
体の厚みにバラツキがあっても電池毎の安全弁の作動圧
力差が小さくなる。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記ドーム部が１つ設けられていることを
特徴とする。請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、上記破砕溝が、上記ドーム部の周縁に形成
されていることを特徴とする。このように、ドーム部の
周縁に破砕溝が形成されていれば、弁体の破砕がより容
易になるので、電池毎の安全弁の作動圧力差を更に小さ
くすることができる。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記ドーム部が２以上設けられていること
を特徴とする。このようにドーム部が２以上形成されて
いれば、安全弁作動時に十分な開放面積を確保すること
ができる。請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明
において、上記破砕溝が、上記２以上のドーム部うち少
なくとも１つのドーム部の周縁に形成されていることを
特徴とする。このような構成であれば、請求項３に記載
の作用効果と同様の作用効果を奏する。

【００１４】請求項６記載の発明は、請求項１〜５記載
の発明において、上記弁体全体が、上記封口板の外側面
と面一の仮想面と上記封口板の内側面と面一の仮想面と
の間にあることを特徴とする。このような構成であれ
ば、治具等と弁体とが直接接することはないので、電池
の組立時に振動、衝撃が加わった場合でも、治具等によ
り弁体が傷つくのを防止でき、電解液が漏れたりするの
を抑制することができる。

【００１５】請求項７記載の発明は、請求項１〜６記載
の発明において、上記ドーム部は、電池の外側方向に膨
らんでドーム形状を成すことを特徴とする。このような
構成であれば、より確実に安全弁が作動する。請求項８
記載の発明は、請求項１〜７記載の発明において、上記
弁体の厚みは、上記封口板の厚みに対して、０．１〜１
０％に規制されることを特徴とする。上記の如く弁体の
厚みを規制するのは、弁体の厚みが封口板の厚みに対し
て０．１％未満であれば、弁体が余りに薄くて、電解液
の漏れ等が生じることがある一方、弁体の厚みが封口板
の厚みに対して１０％を超えると、弁体が余りに厚すぎ
て、電池毎の安全弁の作動圧力差が大きくなるからであ
る。

【００１６】請求項９記載の発明は、請求項１〜８記載
の発明において、上記弁体の平面形状が、真円状、楕円
状、又は四角形状であることを特徴とする。弁体の平面
形状としては、真円状、楕円状、又は四角形状が例示さ
れるが、この中でも楕円状、又は四角形状であることが
望ましい。これは、弁体が真円状の場合には、弁体の周
縁部に加わる応力が均一であるため、弁体が破砕し難い
場合があるため、電池毎の安全弁の作動圧力差が大きく
なる場合があるが、弁体が楕円状、又は四角形状であれ
ば、長辺方向の応力が大きく、長辺方向から確実に弁体
が破砕するので、電池毎の安全弁の作動圧力差が小さく
なるからである。

【００１７】請求項１０記載の発明は、請求項１〜９記
載の発明において、上記弁体と封口板とが一体的に形成
されていることを特徴とする。このような構造であれ
ば、安全弁の部品点数が減少するので、電池の製造コス
トを低減することができる。

【００１８】請求項１１記載の発明は、請求項１〜１０
記載の発明において、上記破砕溝とは別に、上記弁体の
周縁近傍に破砕補助溝が形成されていることを特徴とす
る。上記構成であれば、電池内圧が上昇した場合に、ド
ーム部における破砕近傍での変移量が大きくなるため、
特に、弁体の寸法が小さい電池（厚みが薄い電池）にあ
っては、小さい内圧上昇でも安定した作動が可能であ
る。更に、弁体の製造にあたって、破砕溝の肉厚に対す
る公差を緩和することができ、品質管理や金型調整が容
易となるので、生産性が向上する。

【００１９】また、上記目的を達成するために、本発明
のうちで請求項１２記載の発明は、電池を封口する板状
の封口板に、ドーム形状を成すドーム部を備え、且つ、
中央部又はその近傍には弁体の破砕を容易にするための
破砕溝が形成された薄肉の弁体を、塑性加工によって形
成する、弁体形成工程を有することを特徴とする。この
ような方法であれば、請求項１記載の電池の安全弁は封
口板の部品加工時に形成されるので、生産性が向上す
る。

【００２０】請求項１３記載の発明は、請求項１２記載
の発明において、上記弁体形成工程において、上記弁体
を、上記封口板の外側面と面一の仮想面と上記封口板の
内側面と面一の仮想面との間に形成することを特徴とす
る。このような方法であれば、請求項６記載の電池の安
全弁は、製造にあたって治具や他の封口体との接触によ
り弁体部分が傷つくのを防止できる。

【００２１】請求項１４記載の発明は、請求項１２又は
１３記載の発明において、上記弁体形成工程において、
電池外側方向に膨らむようにドーム部を形成することを
特徴とする。このような方法であれば、請求項７記載の
電池の安全弁の製造にあたって、より確実に作動する弁
体を製造することができる。

【００２２】請求項１５記載の発明は、請求項１２〜１
４記載の発明において、上記弁体形成工程において、上
記破砕溝とは別に、上記弁体の周縁近傍に破砕補助溝を
形成することを特徴とする。このような方法であれば、
請求項１１記載の電池の安全弁の製造にあたって、より
確実に作動する弁体を製造することができる。

【００２３】請求項１６記載の発明は、請求項１２〜１
５記載の発明において、上記弁体形成工程の後工程に、
弁体にアニール処理を施すアニール処理工程を有するこ
とを特徴とする。しぼり加工により薄肉の弁体を形成す
ると、弁体の材料の硬度が高くなって、材料自体の機械
的強度が大きくなる結果、電池毎の安全弁の作動圧力差
が大きくなることがある。しかし、上記の如く、弁体形
成工程の後工程で、弁体にアニール処理を施せば、弁体
の材料の硬度が低くなって、材料自体の機械的強度が小
さくなる結果、電池毎の安全弁の作動圧力差が小さくな
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図１〜図
８に基づいて、以下に説明する。図１は本発明に係る安
全弁の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視断面図、図３
は本発明に係る安全弁を用いた非水電解液電池の平面
図、図４は図３のＢ−Ｂ線矢視断面図、図５は他の例に
係る安全弁の平面図、図６は図５の安全弁を備えた電池
の内圧が上昇したときの安全弁の作動状態を示す説明
図、図７は図６の要部拡大図、図８は弁体の曲がり強度
が強い部分を示す平面図、図９は図８の安全弁を備えた
電池の内圧が上昇したときの安全弁の作動状態を示す説
明図、図１０は図９の要部拡大図、図１１は他の例に係
る安全弁の平面図、図１２は他の例に係る安全弁の平面
図、図１３は他の例に係る安全弁の平面図、図１４は他
の例に係る安全弁の平面図、図１５は他の例に係る安全
弁の平面図である。

【００２５】〔第１の形態〕図３に示すように、本発明
の非水電解液電池は、有底円筒状の外装缶８を有してお
り、この外装缶８内には、アルミニウム合金から成る芯
体にＬｉＣｏＯ₂を主体とする活物質層が形成された正
極と、銅から成る芯体に黒鉛を主体とする活物質層が形
成された負極と、これら両電極を離間するセパレータと
から成る偏平渦巻き状の発電要素７が収納されている。
また、上記外装缶８内には、エチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とが体積比で
４：６の割合で混合された混合溶媒に、ＬｉＰＦ₆が１
Ｍ（モル／リットル）の割合で溶解された電解液が注入
されている。更に、上記外装缶８の開放孔にはアルミニ
ウム合金から成る封口板６（厚さ：１ｍｍ）がレーザー
溶接されており、これによって電池が封口される。

【００２６】上記封口板６は、ガスケット１１、絶縁板
１２及び導電板１４と共に、挟持部材１６により挟持さ
れており、この挟持部材１６上には負極端子キャップ１
０が固定されている。また、上記負極から延設される負
極タブ１５は、上記導電板１４と挟持部材１６とを介し
て、上記負極端子キャップ１０と電気的に接続される一
方、上記正極は正極タブ（図示せず）を介して、上記外
装缶８と電気的に接続されている。

【００２７】ここで、上記封口板６と上記絶縁板１２と
には、開放孔１７が形成されており、この開放孔１７に
は、図１及び図２に示すように、薄肉の弁体（厚み５０
μｍであり、封口板６の厚みの５．０％となっている）
から成り上記封口板６と一体形成された安全弁９（封口
板６と同様にアルミニウム合金から成る）が設けられて
いる。この安全弁９は、電池内部圧力が所定値以上とな
ったときに破砕して電池内のガスを電池外に放出する構
造となっている。上記弁体には電池外側方向に膨らんで
ドーム形状を成すドーム部２が２個形成されており、こ
れらドーム部２・２の周縁には弁体の破砕を容易にする
ための破砕溝４・４が、安全弁９の略中央部で隣接する
ように形成されている。また、安全弁９全体が、上記封
口板６の外側面６ａと面一の仮想面１８ａと上記封口板
６の内側面６ｂと面一の仮想面１８ｂとの間に形成され
ている。

【００２８】上記構造の非水電解質電池を、以下のよう
にして作製した。先ず、正極活物質としてのＬｉＣｏＯ
₂を９０重量％と、導電剤としてのカーボンブラックを
５重量％と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンを５
重量％と、溶剤としてのＮ−メチル−２−ピロリドン
（ＮＭＰ）溶液とを混合してスラリーを調製した後、上
記スラリーを正極集電体としてのアルミニウム箔の両面
に塗布した。その後、溶剤を乾燥し、ローラーで所定の
厚みにまで圧縮した後、所定の幅及び長さになるように
切断し、更にアルミニウム合金製の正極集電タブを溶接
した。

【００２９】これと並行して、負極活物質としての黒鉛
粉末を９５重量％と、結着剤としてのポリフッ化ビニリ
デンを５重量％と、溶剤としてのＮＭＰ溶液とを混合し
てスラリーを調製した後、上記スラリーを負極集電体と
しての銅箔の両面に塗布した。その後、溶剤を乾燥し、
ローラーで所定の厚みにまで圧縮した後、所定の幅及び
長さになるように切断し、更にニッケル製の負極集電タ
ブを溶接した。

【００３０】次に、上記正極と負極とをポリエチレン製
微多孔膜から成るセパレータを介して巻回して偏平渦巻
き状の発電要素７を作製した後、この発電要素７を外装
缶８内に挿入した。一方、上記の工程と並行して、封口
板の所定位置に鍛造加工（塑性加工の一種）により薄い
平板部分を形成した後、その平坦部分にコイニング加工
（塑性加工の一種）を施し破砕溝４を形成することによ
りドーム部２を設け、これにより、封口板６と一体形成
された安全弁９を作成した。この後、封口板６、ガスケ
ット１１、絶縁板１２及び導電板１４を挟持部材１６に
より挟持した。

【００３１】しかる後、外装缶８と封口板６とをレーザ
ー溶接した後、外装缶８内に電解液を注入し、更に挟持
部材１６上に負極端子キャップ１０を固定することによ
り非水電解液電池を作製した。

【００３２】〔第２の形態〕安全弁９が形成された封口
板６を作製した後に、安全弁９をアニール処理する他
は、上記第１の形態と同様の構成である。

【００３３】〔第３の形態〕図５に示すように、安全弁
９の周縁近傍における破砕溝４が形成されていない部位
（ドーム部２・２から離れた部位）に破砕補助溝１９・
１９が形成されている他は、上記第１の形態と同様の構
成である。このような構成であれば、以下のような作用
効果を発揮する。即ち、図８に示すように、上記破砕補
助溝１９が形成されていない場合には、ドーム部２・２
から離れた部位（図８中の斜線部）での曲がり強度が大
きいため、図９及び図１０に示すように、電池内圧が上
昇した場合に、ドーム部２・２における破砕近傍での変
移量（安全弁９の撓み量）５２が小さくなる。このた
め、特に、電池厚みが薄い電池（即ち、安全弁９が小さ
な電池）では、小さい内圧上昇では安定した作動をする
ことができない。更に、安全弁９の製造にあたって、破
砕溝の肉厚に対する公差が厳格であるため、品質管理や
金型調整が困難となり、生産性が低下する。これに対し
て、図５に示すように、破砕補助溝１９・１９が形成さ
れていれば、ドーム部２・２から離れた部位（図５にお
いて、図８中の斜線部に対応する部位）での曲がり強度
が小さいため、図６及び図７に示すように、電池内圧が
上昇した場合に、ドーム部２・２における破砕近傍での
変移量５１が大きくなる。このため、特に、安全弁９が
小さな電池にあっては、小さい内圧上昇でも安定した作
動が可能である。更に、安全弁９の製造にあたって、破
砕溝３・４の肉厚に対する公差を緩和することができ、
品質管理や金型調整が容易となるので、生産性が向上す
る。但し、破砕補助溝１９・１９は、ドーム部２を２つ
有するものに限定するものではなく、ドーム部２を３つ
以上有するものであっても良いし、また、図１１に示す
ように、ドーム部２を１つだけ有するものであっても良
い。この場合にも、破砕補助溝１９・１９は、安全弁９
の周縁近傍における破砕溝４が形成されていない部位に
形成する。

【００３４】〔その他の事項〕尚、上記３つの形態にお
いては、安全弁９の平面形状を楕円状とし、ドーム部２
・２の平面形状を真円状としたが、これに限定するもの
ではない。例えば、図１２及び図１３に示すように、安
全弁９の平面形状を真円状又は四角形状等とし、これら
のドーム部２・２を楕円形状としても良く、或いは、図
１４に示すように、安全弁９の平面形状は楕円状である
が、ドーム部２・２の平面形状を楕円状とし、これらを
破砕溝３で繋ぐような形状であっても良い。また、安全
弁９は封口板６と一体形成しているが、このような構造
に限定するものではなく、図１５に示すように、枠体１
と安全弁９の弁体とを一体形成し、枠体１と外装缶８と
をレーザー溶接等により固定するような構造であっても
良い。

【００３５】更に、安全弁９の弁体の厚みは、封口板６
の厚みの５．０％に限定するものではなく、０．１〜１
０％の範囲であれば、良好な結果を得ることができる。
加えて、封口板６及び安全弁９の材質としてはアルミニ
ウム合金に限定するものではなく、純アルミニウム等を
用いても良く、また本発明は上記非水電解液電池に限定
するものではなく、封口板６及び安全弁９にアルミニウ
ム材料等の傷つき易い材料を用いた電池であれば適用し
うることは勿論である。

【００３６】但し、本発明を上記非水電解液電池に適用
する場合には、正極材料としては上記ＬｉＣｏＯ₂の
他、例えば、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄或いはこれ
らの複合体等のリチウム含有複合酸化物が好適に用いら
れ、また負極材料としては上記炭素材料の他、リチウム
金属、リチウム合金、或いは金属酸化物（スズ酸化物
等）等が好適に用いられる。更に、電解液の溶媒として
は上記のものに限らず、プロピレンカーボネート、エチ
レンカーボネート、ビニレンカーボネート、γ−ブチロ
ラクトンなどの比較的比誘電率が高い溶液と、ジエチル
カーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカ
ーボネート、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシ
エタン、１，３−ジオキソラン、２−メトキシテトラヒ
ドロフラン、ジエチルエーテル等の低粘度低沸点溶媒と
を適度な比率で混合した溶媒を用いることができる。ま
た、電解液の電解質としては、上記ＬｉＰＦ₆の他、Ｌ
ｉＡｓＦ₆、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣＦ₃Ｓ
Ｏ₃等を用いることができる。

【００３７】

【実施例】（実施例１）実施例１としては、上記発明の
実施の形態における第１の形態に示す方法と同様の方法
にて作製した電池を用いた。このようにして作製した電
池を、以下、本発明電池Ａ１と称する。

【００３８】（実施例２）実施例２としては、上記発明
の実施の形態における第２の形態に示す方法と同様の方
法にて作製した電池を用いた。このようにして作製した
電池を、以下、本発明電池Ａ２と称する。

【００３９】（実施例３）ドーム部２・２のうち一方の
ドーム部２にのみ、その周縁に弁体の破砕を容易にする
ための破砕溝４を形成する他は、上記実施例１と同様の
方法にて作製した。このようにして作製した電池を、以
下、本発明電池Ａ３と称する。

【００４０】（比較例１）従来の技術の特開平１０−１
０６５２４号公報（図１６〜図１９参照）に示されるも
のを用いた。このようにして作製した電池を、以下、比
較電池Ｘ１と称する。

【００４１】（比較例２）従来の技術の特開平１１−２
５０８８５号公報（図２０及び図２１参照）に示される
ものを用いた。このようにして作製した電池を、以下、
比較電池Ｘ２と称する。

【００４２】（比較例３）従来の技術の特開平１１−２
７３６４０号公報（図２２及び図２３参照）に示される
ものを用いた。このようにして作製した電池を、以下、
比較電池Ｘ３と称する。

【００４３】（実験１）上記本発明電池Ａ１、Ａ２及び
比較電池Ｘ１〜Ｘ３について、７０℃で１時間保持した
後−３０℃で１時間保持するという１サイクルのヒート
ショックを１００サイクル繰り返して、１００サイクル
経過後に電解液の漏れ数を調べるというヒートショック
試験、バーナーで電池を加熱して電池の破裂、発火を調
べる加熱試験、及び安全弁の作動圧力の差を調べる作動
圧力差試験を行ったので、それらの結果を下記表１に示
す。

【００４４】

【表１】

【００４５】上記表１から明らかなように、比較電池Ｘ
１では、ヒートショック試験で電解液の漏れが発生する
と共に、作動圧力差試験で作動圧力差が大きくなってお
り、また比較電池Ｘ２では、加熱試験で電池の破裂、発
火が生じており、更に比較電池Ｘ３では、ヒートショッ
ク試験で電解液の漏れが発生している。これに対して、
本発明電池Ａ１、Ａ２では、ヒートショック試験で電解
液の漏れが発生せず、加熱試験で電池の破裂、発火が生
じず、しかも作動圧力差試験で作動圧力差が小さくなっ
ていることが認められる。

【００４６】これらのことから、本発明電池Ａ１、Ａ２
は比較電池Ｘ１〜Ｘ３に比べて、安全弁９に要求される
各種の性能が向上していることがわかる。但し、本発明
電池Ａ２は本発明電池Ａ１に比べて、作動圧力差試験で
作動圧力差がより小さくなっていることが認められる。
したがって、作動圧力差を小さくするには、安全弁にア
ニール処理を施すのが好ましいことがわかる。

【００４７】（実験２）安全弁の厚みを種々変化させ、
上記実験１と同様の条件でヒートショック試験、及び作
動圧力差試験を行ったので、それらの結果を下記表２に
示す。尚、封口板の厚みは１．０ｍｍであり、安全弁９
のアニール処理は行っていない。

【００４８】

【表２】

【００４９】上記表２から明らかなように、安全弁の厚
みが０．５μｍ（封口板の厚みに対する安全弁の厚みが
０．０５％）のものは、ヒートショック試験で電解液の
漏れが発生し、また、安全弁の厚みが１５０μｍ（封口
板の厚みに対する安全弁の厚みが１５．０％）のもの
は、作動圧力差試験で作動圧力差が大きくなっている。
これに対して、安全弁の厚みが１〜１００μｍ（封口板
の厚みに対する安全弁の厚みが０．１〜１０．０％）の
ものは、ヒートショック試験で電解液の漏れが発生せ
ず、しかも作動圧力差試験で作動圧力差が小さくなって
いることが認められる。したがって、封口板の厚みに対
する安全弁の厚みは、０．１〜１０．０％であることが
好ましいことがわかる。

【００５０】（実験３）上記本発明電池Ａ１、Ａ３につ
いて、上記実験１と同様の条件で作動圧力差試験を行っ
たので、その結果を下記表３に示す。尚、封口板の厚み
は１．０ｍｍである。

【００５１】

【表３】

【００５２】上記表３から明らかなように、両方のドー
ム部２の周縁に破砕溝４を形成した本発明電池Ａ１は、
作動圧力差が小さくなっているのに対して、一方のドー
ム部２の周縁にのみ破砕溝４を形成した本発明電池Ａ３
は、作動圧力差が大きくなっていることが認められる。
したがって、破砕溝４は両方のドーム部２の周縁に形成
することが好ましいことがわかる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電池毎の安全弁の作動圧力差を小さくしつつ、安全弁作
動時に十分な開放面積を確保し、しかも電解液が漏れた
りするのを防止することができるといった優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る安全弁の平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図。

【図３】本発明に係る安全弁を用いた非水電解液電池の
平面図。

【図４】図３のＢ−Ｂ線矢視断面図。

【図５】他の例に係る安全弁の平面図。

【図６】図５の安全弁を備えた電池の内圧が上昇したと
きの安全弁の作動状態を示す説明図。

【図７】図６の要部拡大図。

【図８】弁体の曲がり強度が強い部分を示す平面図。

【図９】図８の安全弁を備えた電池の内圧が上昇したと
きの安全弁の作動状態を示す説明図。

【図１０】図９の要部拡大図。

【図１１】他の例に係る安全弁の平面図。

【図１２】他の例に係る安全弁の平面図。

【図１３】他の例に係る安全弁の平面図。

【図１４】他の例に係る安全弁の平面図。

【図１５】他の例に係る安全弁の平面図。

【図１６】従来例に係る安全弁の平面図。

【図１７】図１６のＣ−Ｃ線矢視断面図。

【図１８】従来例に係る安全弁を用いた非水電解液電池
の平面図。

【図１９】図１８のＤ−Ｄ線矢視断面図。

【図２０】従来例の他の例に係る安全弁の平面図。

【図２１】図２０のＥ−Ｅ線矢視断面図。

【図２２】従来例の他の例に係る安全弁の平面図。

【図２３】図２２のＦ−Ｆ線矢視断面図。

【符号の説明】

２：ドーム部３：破砕溝４：破砕溝７：発電要素８：外装缶６：封口板９：安全弁１７：開放孔１８ａ：仮想面１８ｂ：仮想面１９：破砕補助溝

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１月２４日（２００１．１．２
４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】（２）特開平１１−２５０８８５号公報
（図２０及び図２１参照）に示されるように、封口板２
５の開放孔２５ａの中程に、破砕溝２６を有するもの。（３）特開平１１−２７３６４０号公報（図２２及び図
２３参照）に示されるように、封口板２８の開放孔２８
ａの下端部から、ドーム状を成す薄肉の弁体２９が形成
されたもの。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】〔その他の事項〕尚、上記３つの形態にお
いては、安全弁９の平面形状を楕円状とし、ドーム部２
・２の平面形状を真円状としたが、これに限定するもの
ではない。例えば、図１２及び図１３に示すように、安
全弁９の平面形状を真円状又は四角形状等とし、これら
のドーム部２・２を楕円形状としても良く、或いは、図
１４に示すように、安全弁９の平面形状は楕円状である
が、ドーム部２・２の平面形状を楕円状とし、これらを
破砕溝３で繋ぐような形状であっても良い。また、安全
弁９は封口板６と一体形成しているが、このような構造
に限定するものではなく、図１５に示すように、枠体１
と安全弁９の弁体とを一体形成し、枠体１と封口板６と
をレーザー溶接等により固定するような構造であっても
良い。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤井繁樹大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者飛田芳宏大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 5H011 AA13 AA17 CC06 DD05 DD09 DD13 KK01 KK02 KK04 5H012 AA01 AA07 BB02 CC01 DD05 DD17 EE04 FF01 GG01 JJ02 JJ10 5H029 AJ12 AJ15 AK03 AL07 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ27 CJ02 CJ03 CJ05 DJ02 DJ14 EJ01 HJ04 HJ12 HJ15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電池を封口する板状の封口板に薄肉の弁
体が形成されて、電池内部圧力が所定値以上となったと
きに上記弁体が破砕して電池内のガスを電池外に放出す
る電池の安全弁において、上記弁体にはドーム形状を成すドーム部が形成され、且
つ弁体の中央部又はその近傍には弁体の破砕を容易にす
るための破砕溝が形成されていることを特徴とする電池
の安全弁。
【請求項２】上記ドーム部が１つ設けられている、請
求項１記載の電池の安全弁。
【請求項３】上記破砕溝が、上記ドーム部の周縁に形
成されている、請求項２記載の電池の安全弁。
【請求項４】上記ドーム部が２以上設けられている、
請求項１記載の電池の安全弁。
【請求項５】上記破砕溝が、上記２以上のドーム部う
ち少なくとも１つのドーム部の周縁に形成されている、
請求項４記載の電池の安全弁。
【請求項６】上記弁体全体が、上記封口板の外側面と
面一の仮想面と上記封口板の内側面と面一の仮想面との
間にある、請求項１〜５記載の電池の安全弁。
【請求項７】上記ドーム部は、電池の外側方向に膨ら
んでドーム形状を成す、請求項１〜６記載の電池の安全
弁。
【請求項８】上記弁体の厚みは、上記封口板の厚みに
対して、０．１〜１０％に規制される、請求項１〜７記
載の電池の安全弁。
【請求項９】上記弁体の平面形状が、真円状、楕円
状、又は四角形状である、請求項１〜８記載の電池の安
全弁。
【請求項１０】上記弁体と封口板とが一体的に形成さ
れている、請求項１〜９記載の電池の安全弁。
【請求項１１】上記破砕溝とは別に、上記弁体の周縁
近傍に破砕補助溝が形成されている、請求項１〜１０記
載の電池の安全弁。
【請求項１２】電池を封口する板状の封口板に、ドー
ム形状を成すドーム部を備え、且つ、中央部又はその近
傍には弁体の破砕を容易にするための破砕溝が形成され
た薄肉の弁体を、塑性加工によって形成する弁体形成工
程を有することを特徴とする電池の安全弁の製造方法。
【請求項１３】上記弁体形成工程において、上記弁体
を、上記封口板の外側面と面一の仮想面と上記封口板の
内側面と面一の仮想面との間に形成する、請求項１２記
載の電池の安全弁の製造方法。
【請求項１４】上記弁体形成工程において、電池外側
方向に膨らむようにドーム部を形成する、請求項１２又
は１３記載の電池の安全弁の製造方法。
【請求項１５】上記弁体形成工程において、上記破砕
溝とは別に、上記弁体の周縁近傍に破砕補助溝を形成す
る、請求項１２〜１４記載の電池の安全弁の製造方法。
【請求項１６】上記弁体形成工程の後工程に、弁体に
アニール処理を施すアニール処理工程を有する、請求項
１２〜１５記載の電池の安全弁の製造方法。