JP2001519965A - 二次電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の二次電池は、電極ロールが収納されたカンと、そのカンの開口部に設けられるキャップアセンブリと、前記カンとキャップアセンブリの少なくとも一方に設けられる電解液注入口および前記電解液注入口を閉塞する安全部材を含んでいる電解液注入口はキャップアセンブリの陰極部に設けられる。前記安全部材は電解液注入口に挿入されて熔接されている。

Description

【発明の詳細な説明】 二次電池 技術分野 本発明は二次電池に関し、より具体的には電池の内圧を減少させて爆発を防止 することができる二次電池の安全システムに関する。 背景技術 一般的に、二次電池は再充電が可能なもので、ニッケル水素(Ni−ＭＨ)電池、 リチウム(Li)またはリチウムイオン(Li−ion)電池などが多分野で使用されてい る。 このような二次電池は電池の充放電時の化学反応により発生するガスによって 高い内圧を受け、ときには発生するガスによって爆発するおそれもある。 したがって、大部分の従来の二次電池は、電池内の圧力が過度に上昇する場合 に、キャップカバーに形成されている放出ホールを通じてガスを放出して、電池 内の圧力を減少させる安全バルブを備えたキャップアセンブリを有している。 リチウムイオン電池はキャップの内部に収納される電極ロールを含んでいる。 キャップアセンブリがカンの上部に設置されており、そのキャップアセンブリに 形成された注入口を通じて電解液がカンに注入されている。電極ロールとカンと のあいだには絶縁部材が設置されている。 図３は従来のキャップアセンブリ２を示している。キ ャップアセンブリ２はカンの上部に熔接される陰極部４、その陰極部４の中心に 配置される陽極部６および前記陰極部４と陽極部６とのあいだに設置される絶縁 板８からなる。陰極部４と陽極部６の中心を貫通するリベット10が前記電極ロー ルの陽極に接続されている。 このような従来のリチウムイオン電池において、電池内の圧力が電池内で発生 するガスによって過度に上昇すると、電池は爆発の危険がある。したがって、二 次電池においてはガス放出手段が設置されている。 すなわち、キャップアセンブリ２の陰極部４には、機械的な方法や、エッチン グまたはエレクトロフォーミング(electroforming)により、安全溝12が設置され ている。このような安全溝12は、電池内部の圧力が規定値以上に上昇する場合に 、破裂して電池の爆発を防止する。 一方、キャップアセンブリ２の陰極部４には電解液注入口14が形成されている 。その注入口14を通じて電解液を注入したのち、その電解液注入口14に栓16を固 定し、熔接することによって密封されている。 図４は従来のキャップアセンブリ２の他の例を示している。この例では、ボー ル（図示せず）が注入口14に挿入されて密封される構造にされている。 図３と図４に示したような前記従来のキャップアセンブリでは、狭小な陰極部 に安全溝と電解液注入口が形成されているので、設計と製造が難しくなるという 問題がある。 そして、図４に示された従来のキャップアセンブリでは、解液注入口の径が小 さいので、カンに電解液を注入するのが難しいという問題がある。発明の開示 本発明は、このような従来技術の問題を解消するための目的から案出されたも のである。本発明の目的は、あらかじめ設定された圧力で正確に作動して電池の 爆発を防止することができる安全手段をもつ二次電池のキャップアセンブリを提 供するものである。本発明の他の目的は、安全手段の製造が容易で、製造費を節 減することができる二次電池のキャップアセンブリを提供するものである。 前記目的を実現するために、本発明は電極ロールが収納されたカンと、そのカ ンの開口部に設けられるキャップアセンブリと、前記カンとキャップアセンブリ の少なくとも一方に設けられる電解液注入口および前記電解液注入口に密接に閉 塞されるように設けられる安全部材とからなる。 望ましくは、前記電解液注入口はキャップアセンブリの陰極部に設けられる。 また、前記安全部材が前記電解液注入口に設けられて、前記陰極部に熔接される 。 望ましくは、前記安全部材は電解液注入口に挿入されて熔接される。また、前 記安全部材は、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼およびニッケル塗金鋼板 からなる群より選ばれる材料から作製されるのが望ましい。 望ましくは、前記安全部材は、約10〜30kgfの圧力で破断されるように設計さ れる。また、前記安全部材は複数の溝が形成されている。 図面の簡単な説明 本発明は下記の発明の詳細な説明と図面を通じてより 詳細に理解される。これらは本発明の例示のためであって、本発明を限定するも のではない。 図１は本発明の一実施の形態にかかわるキャップアセンブリが適用された二次 電池を示す断面図である。 図２は本発明の一実施の形態にかかわる二次電池のキャップアセンブリを示す 平面図である。 図３は従来の二次電池のキャップアセンブリを示す平面図である。 図４は他の従来の二次電池のキャップアセンブリを示す平面図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、本発明の望ましい実施の形態を詳細に説明する。図面において、各図の 同一要素は同一の引用番号を使用した。 図１および図２は各々本発明にかかわるキャップアセンブリ24が適用された二 次電池の断面図および平面図である。本発明におけるキャップアセンブリ24は、 陽極、陰極およびセパレータで構成される電極ロール20および電解液が入ってい るカン22の上部に設置されている。前記カン22はタップ(tap)（図示せず）によ って前記陰極に接続されている。 前記電極ロール20がカン22およびキャップアセンブリ24と接触するのを防止す るために、前記電極ロール20の上部と下部に各々絶縁板26が設置される。 前記キャップアセンブリ24は、カン22の上部に熔接される陰極部28と、その陰 極部28の中央に設けられる陽極部32と、前記陰極部28と陽極部32の中心を貫通 して結合されるリベット34を含んで構成される。前記陰極部28と陽極部32とのあ いだには、絶縁部材30が配置されている。 前記リベット34は陰極部28と陽極部32を結合させるための締結手段として使用 される。また、前記陰極部28とリベット34とのあいだには絶縁体36が配置されて いる。前記リベット34はタップ38を利用して電極ロールの陽極と接続されており 、前記陽極を前記陽極部32に電気的に連結するターミナルとして使用される。電 解液をカンに注入するために、前記陰極部28に電解液注入口40が形成されている 。 本実施の形態においては、電解液注入口40は陰極部28に形成されているが、こ の電解液注入口40の位置は、この構造に限定されるものではなく、カン22に形成 することができる。 電解液がカン22に注入されたのち、前記電解液注入口40は板状の安全板(safet y plate)42によって密接に閉塞されている。本実施の形態において、安全板42は 電解液注入口と同じ大きさで形成されており、電解液注入口40に挿入されたのち 、熔接される。 また、安全板42は電解液注入口40より大きく形成されて、その電解液注入口40 を被せるように位置された状態で陰極部28に熔接することができる。 このような安全板42は電池の爆発を防止する。すなわち、安全板42は陰極部28 より薄いものや、強度が弱いもので形成することができる。また、安全板42が前 記陰極部28と同じな材質で作製される場合には、安全板42は機械的な方法やエッ チングまたはエレクトロフ ォーミングにより安全溝44を形成した構造にすることができる。安全板42は電池 の内圧が規定圧力以上に上昇する場合、破断されて電池の爆発を防止する。 具体的に、前記安全板42はアルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼およびニッ ケル塗金鋼板からなる群より選ばれた材料で作製することができる。 前記安全板42は電池内圧が約10〜30kgfの範囲で破断するように形成されるの が好ましい。 したがって、電池の充放電時発生するガスによって、電池の内圧が規定圧力以 上に上昇する場合、安全板42は破断または除去され、ガスを排出することによっ て内圧を減少させる。 一方、本発明は特定の望ましい実施の形態と関連して説明されたが、本発明は これに限られなくて、請求の範囲で請求する本発明の要旨に含まれる多様な変更 実施も包含されなければならない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. カンとキャップアセンブリの少なくとも一方に設けられる電解液注入口と、 該電解液注入口を密接に閉塞する安全部材を含む二次電池。 2. 前記電解液注入口がキャップアセンブリの陰極部に設けられていることを特 徴とする請求の範囲第１項記載の二次電池。 3. 前記安全部材が前記電解液注入口に挿入されて熔接されていることを特徴と する請求の範囲第１項記載の二次電池。 4. 前記安全部材が前記電解液注入口に設けられ、前記陰極部に熔接されている ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の二次電池。 5. 前記安全部材はアルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼およびニッケル塗金 鋼板からなる群より選ばれる材料で作製されることを特徴とする請求の範囲第１ 項記載の二次電池。 6. 前記安全部材が約10〜30kgfの圧力で破断されることを特徴とする請求の範 囲第１項記載の二次電池。 7. 前記安全部材は複数の溝が形成されていることを特徴とする請求の範囲第１ 項記載の二次電池。 8. 前記安全部材が前記電解液注入口に挿入されて熔接されていることを特徴と する請求の範囲第７項記載の二次電池。 9. 前記安全部材が前記電解液注入口に設けられ、前記陰極部に熔接されている ことを特徴とする請求の範囲第７項記載の二次電池。 10. 前記安全部材がアルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼およびニッケル塗 金鋼板からなる群より選ばれる材料で作製されることを特徴とする請求の範囲第 ７項記載の二次電池。 11. 前記安全部材が約10〜30kgfの圧力で破断されることを特徴とする請求の範 囲第７項記載の二次電池。