JP2002124236A - 密閉型電池 - Google Patents
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
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- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内圧上昇時に電流を遮断する安全機構を備
え、大電流の電池にも適用できる密閉型電池および内部
ガス放出機能を有する密閉型電池を提供する。 【解決手段】 本発明の密閉型電池１は、電極体１０に
固定された第一の端子１１と、通常時は第一の端子１１
に面接触している第二の端子１２と、第二の端子１２を
第一の端子１１側に押圧するコイルバネ１３とを備え
る。第二の端子１２は、内圧Ｐ1がかかる内圧受面１２
１ａと、大気圧Ｐ0がかかる外圧受面１２１ｂとを備え
る。過充電による発熱等により内圧Ｐ1が所定値以上と
なると、第二の端子１２が上昇して第一の端子１１から
離隔し、電極体１０と外部との導通を遮断する。さらに
内圧Ｐ1が上昇し、第二の端子１２の下面が溝部２１１
の下端より高く押し上げられると、この溝部２１１によ
り内部空間Ｋと外部空間Ｌとを連通される内部ガス放出
経路が形成され、内圧Ｐ1を開放する。
え、大電流の電池にも適用できる密閉型電池および内部
ガス放出機能を有する密閉型電池を提供する。 【解決手段】 本発明の密閉型電池１は、電極体１０に
固定された第一の端子１１と、通常時は第一の端子１１
に面接触している第二の端子１２と、第二の端子１２を
第一の端子１１側に押圧するコイルバネ１３とを備え
る。第二の端子１２は、内圧Ｐ1がかかる内圧受面１２
１ａと、大気圧Ｐ0がかかる外圧受面１２１ｂとを備え
る。過充電による発熱等により内圧Ｐ1が所定値以上と
なると、第二の端子１２が上昇して第一の端子１１から
離隔し、電極体１０と外部との導通を遮断する。さらに
内圧Ｐ1が上昇し、第二の端子１２の下面が溝部２１１
の下端より高く押し上げられると、この溝部２１１によ
り内部空間Ｋと外部空間Ｌとを連通される内部ガス放出
経路が形成され、内圧Ｐ1を開放する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、過充電等による内
圧上昇時に電極体と外部との導通を遮断する安全機構を
備えた密閉型電池に関する。
圧上昇時に電極体と外部との導通を遮断する安全機構を
備えた密閉型電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】密閉型電池においては、その構造上、充
放電における外部回路の異常や取り扱いの誤りによって
過電流、過電圧や外部短絡が発生すると、電池内部の温
度が異常に上昇する。また特に密閉型の二次電池は、充
電時の充電装置の故障や正負極の取り違えなど充電が正
しく行われなかったことによって、電池に過大電圧や過
大充電電流、逆接続電圧がかかる場合があり、これによ
り電池内部の温度が異常に上昇する恐れがある。
放電における外部回路の異常や取り扱いの誤りによって
過電流、過電圧や外部短絡が発生すると、電池内部の温
度が異常に上昇する。また特に密閉型の二次電池は、充
電時の充電装置の故障や正負極の取り違えなど充電が正
しく行われなかったことによって、電池に過大電圧や過
大充電電流、逆接続電圧がかかる場合があり、これによ
り電池内部の温度が異常に上昇する恐れがある。
【０００３】このような温度上昇が起こると、電池内部
のガスの熱膨張や電解液の蒸発等により電池内部の圧力
も上昇するため、一般に密閉型電池には、電池が破裂等
に至ることを防止する安全機構が設けられている。例え
ば、特開平１０−１８８９４５号公報には、図６に示す
ように、電池の内圧上昇時にはバネ性を有する金属板９
１の屈曲によって、リード線９３を介して電極体に接続
された内部端子９２と金属板９１との接点Ａを瞬時に離
して電流を遮断し、電池が通常状態に復帰した場合には
コイルバネ９４の伸張力によって接点Ａが再び形成され
る構造のものが開示されている。なお、図６における符
号９５は、金属板９１の下方および上方の空間を、それ
ぞれ電池内圧および大気圧と等しく保つための放圧孔で
ある。
のガスの熱膨張や電解液の蒸発等により電池内部の圧力
も上昇するため、一般に密閉型電池には、電池が破裂等
に至ることを防止する安全機構が設けられている。例え
ば、特開平１０−１８８９４５号公報には、図６に示す
ように、電池の内圧上昇時にはバネ性を有する金属板９
１の屈曲によって、リード線９３を介して電極体に接続
された内部端子９２と金属板９１との接点Ａを瞬時に離
して電流を遮断し、電池が通常状態に復帰した場合には
コイルバネ９４の伸張力によって接点Ａが再び形成され
る構造のものが開示されている。なお、図６における符
号９５は、金属板９１の下方および上方の空間を、それ
ぞれ電池内圧および大気圧と等しく保つための放圧孔で
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平１０−
１８８９４５号公報に開示された構成では、内部端子９
２と金属板９１との接点Ａが小面積であるため、例えば
電気自動車用、ハイブリッド自動車用等のように大電流
（例えば１００Ａ以上）の流れる電池には適さない。ま
た、金属板９１は板バネであるため、その板厚によって
バネ力が大きく変動することから、板厚精度が低いと電
流遮断に至る圧力（安全機構が作動する圧力）のばらつ
きが大きくなる。特にこの作動圧力を小さく（例えば３
ａｔｍ以下）設定しようとする場合には、板厚が小さく
なるため必要な精度を得ることが困難である。さらに、
電極端子とは別の部材により電流遮断機構を構成してい
るので、部品点数が多くなり組み付け性が低下する等の
問題がある。
１８８９４５号公報に開示された構成では、内部端子９
２と金属板９１との接点Ａが小面積であるため、例えば
電気自動車用、ハイブリッド自動車用等のように大電流
（例えば１００Ａ以上）の流れる電池には適さない。ま
た、金属板９１は板バネであるため、その板厚によって
バネ力が大きく変動することから、板厚精度が低いと電
流遮断に至る圧力（安全機構が作動する圧力）のばらつ
きが大きくなる。特にこの作動圧力を小さく（例えば３
ａｔｍ以下）設定しようとする場合には、板厚が小さく
なるため必要な精度を得ることが困難である。さらに、
電極端子とは別の部材により電流遮断機構を構成してい
るので、部品点数が多くなり組み付け性が低下する等の
問題がある。
【０００５】また、電流の遮断にもかかわらず電池内圧
が大きく上昇したとき、図６に示す構成では破裂孔９６
が割れて内圧を大気圧に開放することにより電池の破裂
を防ぐこととなっているが、この場合には電池の再使用
が不可能になる。また、内圧上昇の原因が内部ガスの熱
膨張等であれば電流遮断後の温度低下により内圧も低下
するが、急速な過充電等によって電解液が分解されてガ
スが発生した場合等には、この内部ガスを放出させなく
ては内圧が低下しない。このような場合に電池の再使用
を可能とするためには、破裂孔９６以外に内圧を開放す
る安全弁等を別に設ける必要があり、電池の構成がさら
に複雑化する。
が大きく上昇したとき、図６に示す構成では破裂孔９６
が割れて内圧を大気圧に開放することにより電池の破裂
を防ぐこととなっているが、この場合には電池の再使用
が不可能になる。また、内圧上昇の原因が内部ガスの熱
膨張等であれば電流遮断後の温度低下により内圧も低下
するが、急速な過充電等によって電解液が分解されてガ
スが発生した場合等には、この内部ガスを放出させなく
ては内圧が低下しない。このような場合に電池の再使用
を可能とするためには、破裂孔９６以外に内圧を開放す
る安全弁等を別に設ける必要があり、電池の構成がさら
に複雑化する。
【０００６】本発明の目的は、大電流の流れる電池にも
適用することのできる、内圧上昇時に電極体と外部との
導通を遮断する安全機構を備えた密閉型電池を提供する
ことにある。本発明の他の目的は、構成が簡単であり、
内圧上昇時に電極体と外部との導通を遮断する機能およ
び内部ガスを放出させる機能を有する安全機構を備えた
密閉型電池を提供することにある。
適用することのできる、内圧上昇時に電極体と外部との
導通を遮断する安全機構を備えた密閉型電池を提供する
ことにある。本発明の他の目的は、構成が簡単であり、
内圧上昇時に電極体と外部との導通を遮断する機能およ
び内部ガスを放出させる機能を有する安全機構を備えた
密閉型電池を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の密閉型電池は、内圧上昇時に電極体
と外部との導通を遮断する安全機構を備え、上記電極体
に固定された第一の端子と、該電極体および該第一の端
子を収容する電池容器と、通常時は該第一の端子に面接
触しており上記電池容器の内部空間を封止する第二の端
子と、上記第二の端子に上記第一の端子側への押圧力を
付与する弾性部材と、からなり、上記第二の端子は、上
記第一の端子に接触する方向および上記第一の端子から
離隔する方向に往復移動可能に保持されており、上記第
一の端子に接触する側であって上記電池容器の内圧がか
かる内圧受面と、外部空間の圧力がかかる外圧受面とを
備え、上記内圧の上昇により上記第一の端子から離隔す
る方向に移動可能であることを特徴とする。
に、請求項１記載の密閉型電池は、内圧上昇時に電極体
と外部との導通を遮断する安全機構を備え、上記電極体
に固定された第一の端子と、該電極体および該第一の端
子を収容する電池容器と、通常時は該第一の端子に面接
触しており上記電池容器の内部空間を封止する第二の端
子と、上記第二の端子に上記第一の端子側への押圧力を
付与する弾性部材と、からなり、上記第二の端子は、上
記第一の端子に接触する方向および上記第一の端子から
離隔する方向に往復移動可能に保持されており、上記第
一の端子に接触する側であって上記電池容器の内圧がか
かる内圧受面と、外部空間の圧力がかかる外圧受面とを
備え、上記内圧の上昇により上記第一の端子から離隔す
る方向に移動可能であることを特徴とする。
【０００８】また、請求項２記載の密閉型電池は、内圧
上昇時に電極体と外部との導通を遮断する安全機構を備
え、上記電極体に固定された第一の端子と、該電極体お
よび該第一の端子を収容する電池容器と、通常時は該第
一の端子に接触しており上記電池容器の内部空間を封止
する第二の端子と、上記第二の端子に上記第一の端子側
への押圧力を付与する弾性部材と、からなり、上記第二
の端子は、上記第一の端子に接触する方向および上記第
一の端子から離隔する方向に往復移動可能に保持されて
おり、上記第一の端子に接触する側であって上記電池容
器の内圧がかかる内圧受面と、外部空間の圧力がかかる
外圧受面とを備え、上記内圧の上昇により上記第一の端
子から離隔する方向に移動可能であって、上記第二の端
子が上記第一の端子から離隔する方向に移動することに
より、上記内部空間と上記外部空間とを連通させる内部
ガス放出経路が形成されることを特徴とする。
上昇時に電極体と外部との導通を遮断する安全機構を備
え、上記電極体に固定された第一の端子と、該電極体お
よび該第一の端子を収容する電池容器と、通常時は該第
一の端子に接触しており上記電池容器の内部空間を封止
する第二の端子と、上記第二の端子に上記第一の端子側
への押圧力を付与する弾性部材と、からなり、上記第二
の端子は、上記第一の端子に接触する方向および上記第
一の端子から離隔する方向に往復移動可能に保持されて
おり、上記第一の端子に接触する側であって上記電池容
器の内圧がかかる内圧受面と、外部空間の圧力がかかる
外圧受面とを備え、上記内圧の上昇により上記第一の端
子から離隔する方向に移動可能であって、上記第二の端
子が上記第一の端子から離隔する方向に移動することに
より、上記内部空間と上記外部空間とを連通させる内部
ガス放出経路が形成されることを特徴とする。
【０００９】請求項３記載の密閉型電池は、請求項１ま
たは２記載の電池において、上記通常時における上記第
一の端子と上記第二の端子との接触面は、いずれも鏡面
仕上げされていることを特徴とする。
たは２記載の電池において、上記通常時における上記第
一の端子と上記第二の端子との接触面は、いずれも鏡面
仕上げされていることを特徴とする。
【００１０】（作用および効果）本発明の密閉型電池に
おいては、電極端子そのものが第一の端子と第二の端子
とに分割されており、外圧と内圧との圧力差が所定の設
定値以上となったときに、この第二の端子が第一の端子
から離隔する方向に移動する。これにより第一の端子と
第二の端子との導通が断たれ、それ以上の過充電等が防
止される。第二の端子が直接移動することにより電流を
遮断するので、別に安全機構を設ける必要がなく、例え
ば図６に示す安全機構を備えた電池に比べて構成が簡単
である。
おいては、電極端子そのものが第一の端子と第二の端子
とに分割されており、外圧と内圧との圧力差が所定の設
定値以上となったときに、この第二の端子が第一の端子
から離隔する方向に移動する。これにより第一の端子と
第二の端子との導通が断たれ、それ以上の過充電等が防
止される。第二の端子が直接移動することにより電流を
遮断するので、別に安全機構を設ける必要がなく、例え
ば図６に示す安全機構を備えた電池に比べて構成が簡単
である。
【００１１】上記弾性部材としてはコイルバネが好適に
用いられる。本発明の密閉型電池においては、第二の端
子の材質としても、また第一の端子と第二の端子とを接
触させる手段としても板バネを必要としないので、第一
の端子から第二の端子を離隔させる圧力（電流遮断に至
る圧力）、および内圧を大気圧に開放する圧力（開弁
圧）の設定の自由度が大きく、かつ精度よく設定するこ
とができる。本発明の密閉型電池によると、電流遮断に
至る圧力または開弁圧を２〜１５ａｔｍ（より好ましく
は５〜１０ａｔｍ）の範囲で任意に設定可能である。な
お、これらの設定圧力は、内圧受面、外圧受面の面積、
および第一の端子との接触面積によっても調整できる。
用いられる。本発明の密閉型電池においては、第二の端
子の材質としても、また第一の端子と第二の端子とを接
触させる手段としても板バネを必要としないので、第一
の端子から第二の端子を離隔させる圧力（電流遮断に至
る圧力）、および内圧を大気圧に開放する圧力（開弁
圧）の設定の自由度が大きく、かつ精度よく設定するこ
とができる。本発明の密閉型電池によると、電流遮断に
至る圧力または開弁圧を２〜１５ａｔｍ（より好ましく
は５〜１０ａｔｍ）の範囲で任意に設定可能である。な
お、これらの設定圧力は、内圧受面、外圧受面の面積、
および第一の端子との接触面積によっても調整できる。
【００１２】また、請求項１記載の密閉型電池は、通常
時に上記第一の端子と上記第二の端子とが「面接触」し
ており、例えば図６に示す機構を備えた電池に比べて両
端子の接触面積が明らかに大きい。したがって、この電
池は大電流（例えば１００Ａ以上）用としても好適であ
る。
時に上記第一の端子と上記第二の端子とが「面接触」し
ており、例えば図６に示す機構を備えた電池に比べて両
端子の接触面積が明らかに大きい。したがって、この電
池は大電流（例えば１００Ａ以上）用としても好適であ
る。
【００１３】請求項２記載の密閉型電池によると、内圧
の上昇で第二の端子が直接移動することにより、電流の
遮断および内部ガス放出経路の形成が行われる。この内
部ガス放出経路から内圧を大気圧に開放するので、別に
安全弁等を設けることなく、内圧上昇時における電流遮
断機能と内圧開放機能とを実現することができる。な
お、請求項２記載の密閉型電池においても、通常時に上
記第一の端子と上記第二の端子とは面接触していること
が好ましい。
の上昇で第二の端子が直接移動することにより、電流の
遮断および内部ガス放出経路の形成が行われる。この内
部ガス放出経路から内圧を大気圧に開放するので、別に
安全弁等を設けることなく、内圧上昇時における電流遮
断機能と内圧開放機能とを実現することができる。な
お、請求項２記載の密閉型電池においても、通常時に上
記第一の端子と上記第二の端子とは面接触していること
が好ましい。
【００１４】請求項３記載の密閉型電池によると、接触
面が鏡面仕上げされていることにより、第一の端子と第
二の端子との密着性がよいので電池の内部抵抗を低減す
ることができる。また、通常時において第一の端子と第
二の端子とを気密に密着させることができ、内圧上昇時
には第二の端子が第一の端子から浮き上がることにより
内圧受面の面積が増加して第二の端子の移動を助けるの
で、電流を瞬時に遮断することができる。鏡面仕上げ加
工の程度は、例えば０．８Ｚ以下とすることが好まし
い。
面が鏡面仕上げされていることにより、第一の端子と第
二の端子との密着性がよいので電池の内部抵抗を低減す
ることができる。また、通常時において第一の端子と第
二の端子とを気密に密着させることができ、内圧上昇時
には第二の端子が第一の端子から浮き上がることにより
内圧受面の面積が増加して第二の端子の移動を助けるの
で、電流を瞬時に遮断することができる。鏡面仕上げ加
工の程度は、例えば０．８Ｚ以下とすることが好まし
い。
【００１５】本発明の密閉型電池は、過充電を防止する
ことができるため二次電池に適しており、例えばリチウ
ム二次電池として好ましく用いられる。
ことができるため二次電池に適しており、例えばリチウ
ム二次電池として好ましく用いられる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を更に
具体的に説明する。 （１）電池の構成 本発明の電池１の通常時の状態を図１に示す。この電池
１はリチウム二次電池であって、電極体１０と、この電
極体１０に固定された第一の端子１１と、電極体１０お
よび第一の端子１１を収容する電池容器２と、電極体１
０から突出した第一の端子１１の端面（接触端面）１１
ａに面接触された第二の端子１２と、第二の端子１２を
第一の端子１１側に押圧するコイルバネ１３とを備え
る。
具体的に説明する。 （１）電池の構成 本発明の電池１の通常時の状態を図１に示す。この電池
１はリチウム二次電池であって、電極体１０と、この電
極体１０に固定された第一の端子１１と、電極体１０お
よび第一の端子１１を収容する電池容器２と、電極体１
０から突出した第一の端子１１の端面（接触端面）１１
ａに面接触された第二の端子１２と、第二の端子１２を
第一の端子１１側に押圧するコイルバネ１３とを備え
る。
【００１７】電極体１０は、アルミニウム箔からなり正
極活物質層を有する正極シート、銅箔等からなり負極活
物質層を有する負極シート、および多孔質ポリエチレン
からなり両電極の間に介在されるセパレータ（いずれも
図示せず）を積層し、棒状の第一の端子１１の周囲に巻
回してなる。図１の上側に相当する正極シートの側面に
は所定の間隔で集電タブ（図示せず）が取り付けられて
おり、この集電タブは溶接等の方法により第一の端子１
１に接続されている。同様に、負極シートは図１の下方
において図示しない負極端子に接続されている。
極活物質層を有する正極シート、銅箔等からなり負極活
物質層を有する負極シート、および多孔質ポリエチレン
からなり両電極の間に介在されるセパレータ（いずれも
図示せず）を積層し、棒状の第一の端子１１の周囲に巻
回してなる。図１の上側に相当する正極シートの側面に
は所定の間隔で集電タブ（図示せず）が取り付けられて
おり、この集電タブは溶接等の方法により第一の端子１
１に接続されている。同様に、負極シートは図１の下方
において図示しない負極端子に接続されている。
【００１８】電池容器２の全体形状はほぼ中空円柱状で
あり、その上面中央部の壁面は電池容器２の内部に延び
てシリンダ部２１を形成している。第二の端子１２は、
このシリンダ部２１の内径に等しい外径を有する円盤部
１２１と、円盤部１２１の中央から延びる円柱部１２２
とを備え、円盤部１２１を下側としてシリンダ部２１に
挿入されている。また、円柱部１２２にはコイルバネ１
３が挿入され、さらにシール材１４を介してドーナツ状
の固定部材１５に貫通されている。
あり、その上面中央部の壁面は電池容器２の内部に延び
てシリンダ部２１を形成している。第二の端子１２は、
このシリンダ部２１の内径に等しい外径を有する円盤部
１２１と、円盤部１２１の中央から延びる円柱部１２２
とを備え、円盤部１２１を下側としてシリンダ部２１に
挿入されている。また、円柱部１２２にはコイルバネ１
３が挿入され、さらにシール材１４を介してドーナツ状
の固定部材１５に貫通されている。
【００１９】この固定部材１５をシリンダ部２１の上端
にネジ止めすることにより、第二の端子１２は、シリン
ダ部２１の内面に沿って往復移動可能に保持されてい
る。また、コイルバネ１３は、シリンダ部２１、円盤部
１２１および固定部材１５により区画されたバネ室Ｍに
収容される。このバネ室Ｍは、シリンダ部２１の周方向
の一箇所に設けられた溝部２１１および固定部材１５の
対応する箇所に設けられた溝部１５１により外部空間Ｌ
と連通しており、大気圧に保たれている。溝部２１１
は、シリンダ部２１の上端から、接触端面１１ａから所
定距離だけ離れた位置まで延びている。なお、溝部２１
１および溝部１５１は、シリンダ部２１の周方向の複数
箇所に形成してもよい。
にネジ止めすることにより、第二の端子１２は、シリン
ダ部２１の内面に沿って往復移動可能に保持されてい
る。また、コイルバネ１３は、シリンダ部２１、円盤部
１２１および固定部材１５により区画されたバネ室Ｍに
収容される。このバネ室Ｍは、シリンダ部２１の周方向
の一箇所に設けられた溝部２１１および固定部材１５の
対応する箇所に設けられた溝部１５１により外部空間Ｌ
と連通しており、大気圧に保たれている。溝部２１１
は、シリンダ部２１の上端から、接触端面１１ａから所
定距離だけ離れた位置まで延びている。なお、溝部２１
１および溝部１５１は、シリンダ部２１の周方向の複数
箇所に形成してもよい。
【００２０】（２）安全機構の作動 図１に示す通常状態において、電池容器２の内部空間Ｋ
と外部空間Ｌとの連通は第二の端子１２の円盤部１２１
により遮断され、これにより電池内部の気密が保たれて
いる。円盤部１２１の下面である内圧受面１２１ａおよ
び接触端面１１ａは、いずれも鏡面仕上げ（０．８Ｚ以
下）されており、この通常状態では気密に密着されてい
る。したがって、電池１の内圧をＰ1、内圧受面１２１
ａの面積をＳａ、接触端面１１ａの面積Ｓｂとしたとき
（Ｓａ＞Ｓｂ）、内圧受面１２１ａにかかる力Ｆinは下
記式（１）で表される。 Ｆin＝Ｐ1×（Ｓａ−Ｓｂ） （１） 一方、円盤部１２１の上面である外圧受面１２１ｂにか
かるＦoutは、大気圧をＰ0、コイルバネ１３のバネ力を
Ｆ0として、下記式（２）で表される。 Ｆout＝Ｓａ×Ｐ0＋Ｆ0 （２）
と外部空間Ｌとの連通は第二の端子１２の円盤部１２１
により遮断され、これにより電池内部の気密が保たれて
いる。円盤部１２１の下面である内圧受面１２１ａおよ
び接触端面１１ａは、いずれも鏡面仕上げ（０．８Ｚ以
下）されており、この通常状態では気密に密着されてい
る。したがって、電池１の内圧をＰ1、内圧受面１２１
ａの面積をＳａ、接触端面１１ａの面積Ｓｂとしたとき
（Ｓａ＞Ｓｂ）、内圧受面１２１ａにかかる力Ｆinは下
記式（１）で表される。 Ｆin＝Ｐ1×（Ｓａ−Ｓｂ） （１） 一方、円盤部１２１の上面である外圧受面１２１ｂにか
かるＦoutは、大気圧をＰ0、コイルバネ１３のバネ力を
Ｆ0として、下記式（２）で表される。 Ｆout＝Ｓａ×Ｐ0＋Ｆ0 （２）
【００２１】過充電等により内圧Ｐ1が上昇し、Ｆin＞
Ｆoutに達すると、図２に示すように第二の端子１２が
上方へ移動する。第二の端子１２が第一の端子１１から
浮き上がりはじめると、接触端面１１ａと接触していた
部分にも内圧Ｐ1がかかるようになるので、内圧受面１
２１ａにかかる力Ｆinは下記式（３）で表されるように
なり、第二の端子１２の移動が促進される。これによ
り、第二の端子１２を第一の端子１１から素早く離隔
し、両端子間の導通を瞬時に遮断してそれ以上の過充電
等を防止することができる。 Ｆin＝Ｐ1×Ｓａ （３）
Ｆoutに達すると、図２に示すように第二の端子１２が
上方へ移動する。第二の端子１２が第一の端子１１から
浮き上がりはじめると、接触端面１１ａと接触していた
部分にも内圧Ｐ1がかかるようになるので、内圧受面１
２１ａにかかる力Ｆinは下記式（３）で表されるように
なり、第二の端子１２の移動が促進される。これによ
り、第二の端子１２を第一の端子１１から素早く離隔
し、両端子間の導通を瞬時に遮断してそれ以上の過充電
等を防止することができる。 Ｆin＝Ｐ1×Ｓａ （３）
【００２２】電解液の分解によりガスが発生した場合な
ど、電池１の内圧Ｐ1が大きく上昇した場合には、第二
の端子１２がさらに上方へ移動する。そして、図３に示
すように、内圧受面１２１ａが溝部２１１の下端よりも
上まで押し上げられると、内部空間Ｋと外部空間Ｌとを
連通させる内部ガス放出経路Ｇが形成されて、内部ガス
を外部空間Ｌへと逃すことができる。これにより内圧Ｐ
1が低下すると、図４に示すように、ＦinとＦoutとが釣
り合う位置まで第二の端子１２が下がり、内部空間Ｋと
外部空間Ｌとは遮断される。電流の遮断にもかかわらず
その後もガスの発生が止まらない場合等には、図３に示
す状態と図４に示す状態とが繰り返され、内圧Ｐ1は所
定の開弁圧以下に維持される。
ど、電池１の内圧Ｐ1が大きく上昇した場合には、第二
の端子１２がさらに上方へ移動する。そして、図３に示
すように、内圧受面１２１ａが溝部２１１の下端よりも
上まで押し上げられると、内部空間Ｋと外部空間Ｌとを
連通させる内部ガス放出経路Ｇが形成されて、内部ガス
を外部空間Ｌへと逃すことができる。これにより内圧Ｐ
1が低下すると、図４に示すように、ＦinとＦoutとが釣
り合う位置まで第二の端子１２が下がり、内部空間Ｋと
外部空間Ｌとは遮断される。電流の遮断にもかかわらず
その後もガスの発生が止まらない場合等には、図３に示
す状態と図４に示す状態とが繰り返され、内圧Ｐ1は所
定の開弁圧以下に維持される。
【００２３】（３）電池の再使用 安全機構の作動した後に電池１が通常状態に戻ったと
き、この電池１は図２または図４に示す状態となってお
り第一の端子１１と第二の端子１２とは遮断されてい
る。この電池１を再使用するには、外力により第二の端
子１２を図３の位置まで引き上げて内圧Ｐ1を完全に抜
き（Ｐ1＝Ｐ0とする）、その後、外力により第二の端子
１２を押し込んで第一の端子１１に密着させればよい。
なお、圧力の上昇が内部ガスの熱膨張等の一時的なもの
であった場合には、内圧Ｐ1を抜く過程を省略し、単に
第二の端子１２を押し込んで接点を再形成させてもよ
い。なお、バネ力が大きい場合には、外力を加えなくて
もバネ力により接点が再形成される。
き、この電池１は図２または図４に示す状態となってお
り第一の端子１１と第二の端子１２とは遮断されてい
る。この電池１を再使用するには、外力により第二の端
子１２を図３の位置まで引き上げて内圧Ｐ1を完全に抜
き（Ｐ1＝Ｐ0とする）、その後、外力により第二の端子
１２を押し込んで第一の端子１１に密着させればよい。
なお、圧力の上昇が内部ガスの熱膨張等の一時的なもの
であった場合には、内圧Ｐ1を抜く過程を省略し、単に
第二の端子１２を押し込んで接点を再形成させてもよ
い。なお、バネ力が大きい場合には、外力を加えなくて
もバネ力により接点が再形成される。
【００２４】（４）他の態様 第一の端子１１と第二の端子１２との接触面の形状は、
例えば図５（ａ）に示すように、接触端面１１ａを円錐
状とし、対応した形状の凹部を内圧受面１２１ａに設け
てもよい。また、図５（ｂ）に示すように、接触端面１
１ａを球面状とし、対応した曲率を有する凹部を内圧受
面１２１ａに設けてもよい。さらに、図５（ｃ）に示す
ように、接触端面１１ａは平面状とし、内圧受面１２１
ａにテーパを有する凹部を設けてもよい。これらの態様
とした場合には、組付誤差等により第一の端子１１が電
池容器２内において傾いて収容された場合にも、両端子
の接触面が嵌合することにより第一の端子１１が位置決
めされて、接触端面１１ａと内圧受面１２１ａとを密着
させることができる。
例えば図５（ａ）に示すように、接触端面１１ａを円錐
状とし、対応した形状の凹部を内圧受面１２１ａに設け
てもよい。また、図５（ｂ）に示すように、接触端面１
１ａを球面状とし、対応した曲率を有する凹部を内圧受
面１２１ａに設けてもよい。さらに、図５（ｃ）に示す
ように、接触端面１１ａは平面状とし、内圧受面１２１
ａにテーパを有する凹部を設けてもよい。これらの態様
とした場合には、組付誤差等により第一の端子１１が電
池容器２内において傾いて収容された場合にも、両端子
の接触面が嵌合することにより第一の端子１１が位置決
めされて、接触端面１１ａと内圧受面１２１ａとを密着
させることができる。
【００２５】さらに、図５（ｄ）に示すように、内圧受
面１２１ａに導電性の緩衝材１２３を固定し、第一の端
子１１に押しつけることにより接触端面１１ａの形状に
合わせて緩衝材１２３が圧縮されるように構成してもよ
い。緩衝材１２３の材質としては、金属発泡体、スチー
ルウール等を使用することができる。なお、上記実施例
のように接触面の形状をいずれも平面状とした場合に
は、部材の成形および接触面の鏡面仕上げ加工が容易で
あるので好ましい。
面１２１ａに導電性の緩衝材１２３を固定し、第一の端
子１１に押しつけることにより接触端面１１ａの形状に
合わせて緩衝材１２３が圧縮されるように構成してもよ
い。緩衝材１２３の材質としては、金属発泡体、スチー
ルウール等を使用することができる。なお、上記実施例
のように接触面の形状をいずれも平面状とした場合に
は、部材の成形および接触面の鏡面仕上げ加工が容易で
あるので好ましい。
【図１】実施例の密閉型電池における安全機構の、通常
時の状態を示す断面図である。
時の状態を示す断面図である。
【図２】実施例の密閉型電池における安全機構の、電流
遮断時の状態を示す断面図である。
遮断時の状態を示す断面図である。
【図３】実施例の密閉型電池における安全機構の、内部
ガス放出経路形成時の状態を示す断面図である。
ガス放出経路形成時の状態を示す断面図である。
【図４】実施例の密閉型電池における安全機構の、内部
ガス放出路の形成後に内圧と外圧とがバランスした状態
を示す部分断面図である。
ガス放出路の形成後に内圧と外圧とがバランスした状態
を示す部分断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の密閉型電池におけ
る第一の端子と第二の端子との接触部分の各種形状を示
す断面図である。
る第一の端子と第二の端子との接触部分の各種形状を示
す断面図である。
【図６】従来の密閉型電池における安全機構の、通常時
の状態を示す断面図である。
の状態を示す断面図である。
１；電池（密閉型電池）、１０；電極体、１１；第一の
端子、１１ａ；接触端面、１２；第二の端子、１２１；
円盤部、１２１ａ；内圧受面、１２１ｂ；外圧受面、１
３；コイルバネ（弾性部材）、１５；固定部材、１５
１；溝部、２；電池容器、２１；シリンダ部、２１１；
溝部、Ｋ；内部空間、Ｌ；外部空間、Ｍ；バネ室、Ｇ；
内部ガス放出経路、Ｐ0；大気圧、Ｐ1；内圧、Ｆ0；バ
ネ力。
端子、１１ａ；接触端面、１２；第二の端子、１２１；
円盤部、１２１ａ；内圧受面、１２１ｂ；外圧受面、１
３；コイルバネ（弾性部材）、１５；固定部材、１５
１；溝部、２；電池容器、２１；シリンダ部、２１１；
溝部、Ｋ；内部空間、Ｌ；外部空間、Ｍ；バネ室、Ｇ；
内部ガス放出経路、Ｐ0；大気圧、Ｐ1；内圧、Ｆ0；バ
ネ力。
Claims (3)
- 【請求項１】 内圧上昇時に電極体と外部との導通を遮
断する安全機構を備えた密閉型電池であって、上記電極
体に固定された第一の端子と、該電極体および該第一の
端子を収容する電池容器と、通常時は該第一の端子に面
接触しており上記電池容器の内部空間を封止する第二の
端子と、上記第二の端子に上記第一の端子側への押圧力
を付与する弾性部材と、からなり、 上記第二の端子は、上記第一の端子に接触する方向およ
び上記第一の端子から離隔する方向に往復移動可能に保
持されており、上記第一の端子に接触する側であって上
記電池容器の内圧がかかる内圧受面と、外部空間の圧力
がかかる外圧受面とを備え、上記内圧の上昇により上記
第一の端子から離隔する方向に移動可能であることを特
徴とする密閉型電池。 - 【請求項２】 内圧上昇時に電極体と外部との導通を遮
断する安全機構を備えた密閉型電池であって、上記電極
体に固定された第一の端子と、該電極体および該第一の
端子を収容する電池容器と、通常時は該第一の端子に接
触しており上記電池容器の内部空間を封止する第二の端
子と、上記第二の端子に上記第一の端子側への押圧力を
付与する弾性部材と、からなり、 上記第二の端子は、上記第一の端子に接触する方向およ
び上記第一の端子から離隔する方向に往復移動可能に保
持されており、上記第一の端子に接触する側であって上
記電池容器の内圧がかかる内圧受面と、外部空間の圧力
がかかる外圧受面とを備え、上記内圧の上昇により上記
第一の端子から離隔する方向に移動可能であって、上記
第二の端子が上記第一の端子から離隔する方向に移動す
ることにより、上記内部空間と上記外部空間とを連通さ
せる内部ガス放出経路が形成されることを特徴とする密
閉型電池。 - 【請求項３】 上記通常時における上記第一の端子と上
記第二の端子との接触面は、いずれも鏡面仕上げされて
いる請求項１または２記載の密閉型電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000312214A JP2002124236A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 密閉型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000312214A JP2002124236A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 密閉型電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002124236A true JP2002124236A (ja) | 2002-04-26 |
Family
ID=18791851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000312214A Pending JP2002124236A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 密閉型電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002124236A (ja) |
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2000
- 2000-10-12 JP JP2000312214A patent/JP2002124236A/ja active Pending
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