JP2002025525A - 角型電池の防爆構造 - Google Patents
角型電池の防爆構造Info
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Abstract
による変形に迅速に反応し、圧縮変形と同時に缶内部圧
力を逃がす角型電池防爆構造を提供する。 【解決手段】 角型電池の防爆構造において、角型電池
の缶底外表面に長手方向中心線Sに沿って溝Aを形成
し、溝Aの両端より内側において溝Aと交わり中心線S
に対して対称となる溝Bを缶底の短辺側に向けて開き角
度θが120゜〜160°の角度となるように形成し
た。
Description
造に関するもので、より具体的には、缶底に切溝を設け
ることによって薄肉部を形成し、この薄肉部が電池内部
の異常な圧力上昇によって破断するようにした角型電池
の防爆構造に関するものである。
ら円筒型電池に比べ強度が低く、内部圧力の上昇によっ
て膨らみ易いため防爆弁の作動タイミングが円筒形電池
に比べて遅れる傾向にある。そのため、弁の作動圧を円
筒形電池よりも低くすることによって作動タイミングの
遅れを少なくすることが考えられている。
309253号公報、特開平11−185714号公報
に示されているように、切溝を缶底部中央の沿って形成
するととものその両端から外方に向けて90゜の角度で
V字形或いはU字形に形成したものが提案されている。
昇は、電池の過充電や誤使用による場合以外にも、電池
缶に外部から不測の外力が加わって電池缶が押し潰され
るように圧縮変形(圧縮破壊)し、正極と負極がセパレ
ーターを突き破って短絡した場合にも生する。そして、
この時の電池の内圧は圧縮破壊後に急激に上昇するの
で、この内圧を迅速に外部に放出するための安全弁機構
が必要とされている。
に電池の過充電や誤使用に対応することに主眼がおか
れ、この圧縮破壊時の防爆対策にはあまり注意が払われ
ていないのが現状である。
されたもので、その目的は、電池の過充電や誤使用など
による内圧の異常な上昇に応じて作動すると共に電池の
圧縮破壊時に、電池の外形変形に素早く反応し、圧縮変
形とほぼ同時に作動する角型電池の防爆構造を提供す
る。
め、本発明によれば、角型電池の缶底部に所定の形状、
位置に薄肉部の溝Aと溝Bを形成する。具体的には、角
型電池の缶底外表面に長手方向中心線Sに沿って溝Aを
形成し、該溝Aの両端より内側において該溝Aと交わり
該中心線Sに対して対称となる溝Bを該缶底の短辺側に
向けて開き角度θが鈍角となるように形成する。
からは放射状に4本の溝が形成されていることになるの
で、この交点において応力が集中し、電池内圧が過充電
や誤使用により所定の圧力以上に上昇したときに、防爆
口を形成しやすい。また、このため薄肉部の肉厚を薄く
する必要性が緩和され、加工コストの低減も期待でき
る。
用して缶が圧縮変化を開始すると、缶底は溝Aのライン
に沿って折り畳まれるように変形し、そのため溝Bの長
手方向に対して対称となる引張り応力Iが溝Bのライン
に集中して働く。これによって前記溝Bの薄肉部が容易
に破断して防爆口が形成される。
0゜〜160゜(120°≦θ≦160°)とすることで、こ
れにより電池の圧縮破壊時に溝Bに沿った防爆口の開口
が一層容易となる。
を缶底の長手方向の距離Mより短くまた該距離Mから短
手方向の距離Wを引いた距離以上(M―W≦L<M)と
し、更には前記溝Aと前記溝Bの交点P、P'間の距離
Kを該溝Aの距離Lより短くまた前記長手方向の距離M
から短手方向の距離Wに1.2倍したものを引いた距離
以上(M―1.2W≦K<L)とすることで、これにより
溝Aの長さが所定量確保され、圧縮破壊時に缶底部が中
心線に沿って折り畳まれるのを容易にする。
越えて外方に延長する前記溝Aのそれぞれの距離を前記
点P及び点P'からそれぞれ外方に開いた前記溝Bの各
辺の長さとほぼ同程度とすることである。
えられた場合、電池缶はその底部の中央に形成された溝
Aに沿って折り畳まれやすく、この折畳みによって溝B
が開く方向に引っ張られて破断し、防爆口を容易に形成
する。
肉部分の肉厚を0.07〜0.12mmとすることで、
溝A、Bの形成が比較的容易で、前記防爆口を所定の圧
力で確実に形成することが可能となる。
造について、本発明の実施態様を示す図面を参照にして
説明する。
に切溝を刻設することによって形成される。具体的に
は、図1に示すように、角型電池の缶底外表面Eの長手
方向中心線S上に沿って溝Aを形成する。この溝Aの距
離Lを缶底の長手方向の距離Mより若干短く形成するこ
とで、この溝Aの距離Lは、少なくとも、缶底の長手方
向の距離Mから缶底の短手方向の距離Wを引いた距離以
上(M―W≦L<M)とする。また、前記溝Aの両端よ
り内側の点P及び点P'において溝Aと交わり中心線S
に対して対称に形成された溝Bを形成する。この溝Bは
缶底の短辺側に向けて鈍角以上の角度で開き、好ましく
はその開き角度θが120゜〜160゜(120°≦θ≦1
60°)となるように形成することである。
て外方に延長する溝Aのそれぞれの距離は点P及び点
P'からそれぞれ外方に開いた溝Bの各辺の長さとほぼ
同程度とすることである。これによって電池缶に異常な
外力がかかった場合に缶底部がその中心線である溝Aに
沿って折れ畳まれやすくなる。
離Kは溝Aの距離Lより短くまた長手方向の距離Mから
短手方向の距離Wに1.2倍したものを引いた距離以上
(M―1.2W≦K<L)とすることで、また溝A及びB
を形成した缶底の薄肉部分の肉厚は0.07〜0.12
mmとすることである。
すように外部からの圧縮力Fが作用すると、缶が圧縮変
化を開始する。そのとき缶底は溝Aのラインに沿って折
り畳まれる形で変形し(幅H)、そのため図中矢印の引
張り応力Iが溝Bのラインに集中して作用し、図4に示
すように前記溝Bの薄肉部が破断して防爆口Jが形成さ
れる。
図1に示す形状の溝加工(溝Aは缶底の幅Mの両端近く
まで達し、溝Bの開き角度θ=140°、薄肉部厚みD
=0.07mm)を施した。こうして作製した角型電池
を図3に示す方向にプレス機で圧縮すると、缶厚みHが
初期缶厚みGの1/2になるまで圧縮された結果、角型
電池が破裂することなく図4に示す開口部Jが形成され
た。
のように変化させると開口部が容易に形成されるかにつ
いて調べた。
開き角度θ=120°で図1に示す形状の溝加工を施し
たこと以外は実施例1と同様な電池を作製した。
開き角度θ=160°で図1に示す形状の溝加工を施し
たこと以外は実施例1と同様な電池を作製した。
開き角度θ=90°で図1に示す形状の溝加工を施した
こと以外は実施例1と同様な電池を作製した。
開き角度θ=180°で図1に示す形状の溝加工を施し
たこと以外は実施例1と同様な電池を作製した。
の角型電池に対して実施例1と同様なプレス機で同じ圧
縮力をかけた。その結果を下の表1に示す。
゜〜160°の範囲内に設定すると開口部J(防爆口)
が確実に形成されることが判明した。
部Jの形成を誘導する。溝Bの開き角度θが120°未
満だと、溝Aに折り目が形成されやすいが、引張り応力
Iにより溝Bを開口させにくい。また溝Bの角度θが1
60°を越えると折り目が形成されにくくなった。それ
故、効率よく溝Aに沿って折り曲げて、溝Bを開口させ
るための開き角度θとしては120゜以上で160°以
下(120°≦θ≦160°)が好ましい。
ば、角型電池の缶底部の所定の位置に所定の形状の溝A
と溝Bを設けることにより、角型電池の圧縮破壊に応じ
て破壊と同時に防爆開口を形成するので、圧縮破壊時に
生じる急激な内部圧力の上昇に確実に対応することがで
きる。
圧力が異常に上昇した場合にも、溝Aと溝Bとが交差
し、各交点からは放射状に4つの溝が形成されているこ
とになるので、この交点において応力が集中し、防爆口
を形成しやすく、薄肉部の肉厚を薄くする必要性が緩和
され、加工コストの低減を図ることができる。
を越えて外方に延長する溝Aのそれぞれの距離を前記点
P及び点P'からそれぞれ外方に開いた前記溝Bの各辺
の長さとほぼ同程度としてなる場合には、電池缶に異常
な圧縮力が加えられた場合、電池缶はその底部の中央に
形成された溝Aに沿って折り畳まれやすく、この折畳み
によって溝Bが開く方向に引っ張られて破断し、防爆口
を容易に形成する。
用溝形状を示す平面図である。
部を含めた全体を示す斜視図であり、(b)は底部の溝
を拡大して模式的に示す平面図である。
た状態を示す斜視図であり、(b)はそのときに底部に
加えられる応力Iの方向を模式的に示す平面図である。
態を模式的に示す斜視図であり、(b)はそのときに底
部に防爆開口が示された状態を模式的に示す平面図であ
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 角型電池の缶底外表面に長手方向中心線
Sに沿って溝Aを形成し、該溝Aの両端より内側におい
て該溝Aと交わり該中心線Sに対して対称となる溝Bを
該缶底の短辺側に向けて開き角度θが鈍角となるように
形成してなることを特徴とする角型電池の防爆構造。 - 【請求項2】 前記溝Bの開き角度θを120゜〜16
0゜(120°≦θ≦160°)としてなることを特徴とする
請求項1記載の角型電池の防爆構造。 - 【請求項3】 前記溝Aの距離Lを缶底の長手方向の距
離Mより短くまた該距離Mから短手方向の距離Wを引い
た距離以上(M―W≦L<M)としてなることを特徴と
する請求項1または2記載の角型電池の防爆構造。 - 【請求項4】 前記溝Aと前記溝Bの交点P、P''間の
距離Kを該溝Aの距離Lより短くまた前記長手方向の距
離Mから短手方向の距離Wに1.2倍したものを引いた
距離以上(M―1.2W≦K<L)としてなることを特徴
とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の角型電池の
防爆構造。 - 【請求項5】 前記点P及び点P'を越えて外方に延長
する前記溝Aのそれぞれの距離を前記点P及び点P'か
らそれぞれ外方に開いた前記溝Bの各辺の長さとほぼ同
程度としてなることを特徴とする請求項4記載の角型電
池の防爆構造。 - 【請求項6】 前記溝A及びBを形成した缶底の薄肉部
分の肉厚を0.07〜0.12mmとしてなることを特
徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の角型電池
の防爆構造。
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- 2000-07-07 JP JP2000206551A patent/JP3662175B2/ja not_active Expired - Lifetime
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