JP2004022233A - 危険防止機構付電池 - Google Patents
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- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
Abstract
【課 題】誤使用などに起因して密閉型電池が過充電や過放電されることにより、電池内部にガスが発生して電池内圧が上昇し安全弁等の防爆機能が作動しても、発生ガスと共に排出される電解液が広範囲に飛散することを効果的に抑制乃至は阻止することができ、密閉型電池の安全性を向上させた電池を提供すること。
【解決手段】液状の電解液を使用し少なくとも一箇所以上に安全弁６等の防爆機能が設けられている密閉型電池において、安全弁６等の防爆機能部近傍で当該機能部より電池の内部側に位置付けて電解液吸収剤１０を配置した。
【選択図】 図２
【解決手段】液状の電解液を使用し少なくとも一箇所以上に安全弁６等の防爆機能が設けられている密閉型電池において、安全弁６等の防爆機能部近傍で当該機能部より電池の内部側に位置付けて電解液吸収剤１０を配置した。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉型電池の安全弁等の防爆機能が作動しても、使用機器の破損や人身への危険に至る確率を大幅に少なくした電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電解液に液体を使用する密閉型電池は、内部に正極活物質と負極活物質と電解液を備え、開口部を封口して密閉を保っている。
【０００３】
この密閉型電池は、誤使用などに起因して過充電、過放電された場合には電池部材でガスが発生することにより電池内圧が上昇し、ついには破裂に至ることがある。このような破裂防止のため、密閉型電池では内部に発生したガスを速やかに電池外部へ排出する安全弁等の防爆機能が設けられている。
【０００４】
上記のような密閉型電池において、安全弁等の防爆機能が作動した場合、電池内に発生するガスと共に電池内部の電解液が電池の外部へ排出されるが、電解液が勢いよく排出されると、例えば強アルカリ性の電解液を使用した電池では、電解液が広範囲に飛散した場合に周囲の機器の破損や、近くに居る人の身体への危険が及ぶおそれがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点に鑑み、誤使用などに起因して密閉型電池が過充電や過放電されることにより、電池内部にガスが発生して電池内圧が上昇し安全弁等の防爆機能が作動しても、発生ガスと共に排出される電解液が広範囲に飛散することを効果的に抑制乃至は阻止することができ、密閉型電池の安全性を向上させた電池を提供することを、その課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決することを目的としてなされた本発明危険防止機能付電池の構成は、液状の電解液を使用し少なくとも一箇所以上に安全弁等の防爆機能が設けられている密閉型電池において、安全弁等の防爆機能部近傍で当該機能部より電池の内部側に位置付けて電解液吸収剤を配置したことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明では上記のように、電解液吸収剤を、安全弁等の防爆機能部より電池の内部側に位置付けて配置したことにより、安全弁等の防爆機能が作動すると、電池内部に発生したガスと共に電池外へ排出されようとする電解液が安全弁等の防爆機能部を通過する前に、電池内部で電解液吸収剤に吸液されて流動性のある固体となるので、緩やかに電池外部へ排出させることが出来る。従って、安全弁等が作動しても、電池内部の電解液が広範囲に飛散することを効果的に抑制乃至は阻止することが出来る。
【０００８】
本発明において使用する電解液吸収剤は、電池内部にて活物質と接触してもガスの発生を促進せず、また、化学的に安定で安全弁等の防爆機能の作動時には電池外に排出される電解液を速やかに吸収保存し、且つ吸収後に流動性のあるゲル状固体となる吸収剤であることが望ましい。高分子吸収体はその一例である。
【０００９】
また、電解液吸収剤は、その配置量が多すぎると配置した電解液吸収剤の流動性が小さくなって、安全弁等の防爆機能を阻害してしまい破裂へ至るおそれがあり、これとは逆に配置量が少なすぎると安全弁等の防爆機能作動時に吸収剤の流動性が大きくなり過ぎて広範囲に飛散する傾向が大きくなるので、その配置量は適切でなければならない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態例を図を参照し乍ら詳細に説明する。図１は本発明機構を具備した密閉型の単３形アルカリ電池の縦断面図、図２は図１における要部の拡大図である。
【００１１】
（実施例）
図１，図２において、１は正極端子を兼ねる有底円筒型の正極缶であり、この正極缶１の内部には中空円筒型に加圧成形した正極合剤２が充填されている。正極合剤２は電解二酸化マンガン粉末と黒鉛粉末を混合してものである。また、正極合剤２の中空部には、カップ状をなすセパレータ３を介してその内部側に負極ゲル状亜鉛４が充填されている。負極ゲル状亜鉛４の内部には、負極集電棒５が上端部を突出するように挿着されている。負極集電棒５の前記ゲル状亜鉛４から突出した部分の外周面及び正極缶１の開口部内周面には、ナイロン樹脂からなり防爆機能部として作用する安全弁６となる薄肉部を有した絶縁ガスケット７が配置されている。また、電池外部へのガス抜き穴１１を４箇所に設けた負極端子８が、その内面で負極集電棒５の頭部に接して設けられている。
【００１２】
正極缶１は、その上端の開口部１ａを内方に屈曲させることにより、絶縁ガスケット７の外周部において正極缶１の内部を密に封口している。また、前記正極缶１の開口部１ａと負極端子８の間で金属突起などが接触して短絡することがないように絶縁リング９が設けられている。なお、Ｐは絶縁リング９を保持した合成樹脂フィルムなどによるシュリンクラベルである。
【００１３】
本発明では、前記の絶縁ガスケット７における安全弁６の下面側と負極ゲル状亜鉛４の上端面の間に形成したスペースＳに、例えば、デンプン−ポリアクリル酸塩架橋物などの高分子吸収体により形成した電解液吸収剤１０を配置した。本発明では前記構成に加え、負極子８の下面と絶縁ガスケット７における安全弁６の上面側の間にも電解液吸収剤１０を配置してよい。なお、負極ゲル状亜鉛４の上に配置した電解液吸収剤１０は、その負極ゲル状亜鉛４と非接触で配置することが望ましい。
【００１４】
（比較例）
比較例では、図示しないが上記実施例における絶縁ガスケット７と負極ゲル状亜鉛４の間に電解液吸収剤１０を配置せず、それ以外は上記実施例と同様にして、単３形アルカリ乾電池を組み立てた。
【００１５】
以上のようにして組み立てた実施例と比較例の各アルカリ乾電池を電流値２Ａにて強制充電して安全弁６を作動させ、このとき電池から電解液が飛散する具合、及び、電解液吸収剤１０の飛散具合を調べる試験を実施した。結果を以下の表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
上記表に１に示すように、実施例では安全弁６が作動する時に、発生ガスと共に電解液を吸液した吸収剤１０が排出し、飛散距離も半径５ｃｍ以下であった。比較例では、安全弁６の作動時に勢いよく電解液が飛散し、その距離も半径２５ｃｍであった。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明は安全弁等の防爆機能の内部側に電解液吸収剤を配置したので、安全弁等の防爆機能が作動するとき電池外に飛散排出されていた電解液が電池外に飛散する前に配置した吸収剤に吸液され、従って、電解液を吸収した吸収剤が外部へ排出されても、電解液がそのまま飛散するような広範囲の飛散を阻止することができ、安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明機構を具備した密閉型の単３形アルカリ電池の縦断面図。
【図２】図１の乾電池の要部の拡大図。
【符号の説明】
１ 正極缶
２ 正極合剤
３ セパレータ
４ 負極ゲル状亜鉛
５ 負極集電棒
６ 安全弁
７ 絶縁ガスケット
８ 負極端子
９ 絶縁リング
１０ 電解液吸収剤
１１ ガス抜き穴
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉型電池の安全弁等の防爆機能が作動しても、使用機器の破損や人身への危険に至る確率を大幅に少なくした電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電解液に液体を使用する密閉型電池は、内部に正極活物質と負極活物質と電解液を備え、開口部を封口して密閉を保っている。
【０００３】
この密閉型電池は、誤使用などに起因して過充電、過放電された場合には電池部材でガスが発生することにより電池内圧が上昇し、ついには破裂に至ることがある。このような破裂防止のため、密閉型電池では内部に発生したガスを速やかに電池外部へ排出する安全弁等の防爆機能が設けられている。
【０００４】
上記のような密閉型電池において、安全弁等の防爆機能が作動した場合、電池内に発生するガスと共に電池内部の電解液が電池の外部へ排出されるが、電解液が勢いよく排出されると、例えば強アルカリ性の電解液を使用した電池では、電解液が広範囲に飛散した場合に周囲の機器の破損や、近くに居る人の身体への危険が及ぶおそれがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点に鑑み、誤使用などに起因して密閉型電池が過充電や過放電されることにより、電池内部にガスが発生して電池内圧が上昇し安全弁等の防爆機能が作動しても、発生ガスと共に排出される電解液が広範囲に飛散することを効果的に抑制乃至は阻止することができ、密閉型電池の安全性を向上させた電池を提供することを、その課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決することを目的としてなされた本発明危険防止機能付電池の構成は、液状の電解液を使用し少なくとも一箇所以上に安全弁等の防爆機能が設けられている密閉型電池において、安全弁等の防爆機能部近傍で当該機能部より電池の内部側に位置付けて電解液吸収剤を配置したことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明では上記のように、電解液吸収剤を、安全弁等の防爆機能部より電池の内部側に位置付けて配置したことにより、安全弁等の防爆機能が作動すると、電池内部に発生したガスと共に電池外へ排出されようとする電解液が安全弁等の防爆機能部を通過する前に、電池内部で電解液吸収剤に吸液されて流動性のある固体となるので、緩やかに電池外部へ排出させることが出来る。従って、安全弁等が作動しても、電池内部の電解液が広範囲に飛散することを効果的に抑制乃至は阻止することが出来る。
【０００８】
本発明において使用する電解液吸収剤は、電池内部にて活物質と接触してもガスの発生を促進せず、また、化学的に安定で安全弁等の防爆機能の作動時には電池外に排出される電解液を速やかに吸収保存し、且つ吸収後に流動性のあるゲル状固体となる吸収剤であることが望ましい。高分子吸収体はその一例である。
【０００９】
また、電解液吸収剤は、その配置量が多すぎると配置した電解液吸収剤の流動性が小さくなって、安全弁等の防爆機能を阻害してしまい破裂へ至るおそれがあり、これとは逆に配置量が少なすぎると安全弁等の防爆機能作動時に吸収剤の流動性が大きくなり過ぎて広範囲に飛散する傾向が大きくなるので、その配置量は適切でなければならない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態例を図を参照し乍ら詳細に説明する。図１は本発明機構を具備した密閉型の単３形アルカリ電池の縦断面図、図２は図１における要部の拡大図である。
【００１１】
（実施例）
図１，図２において、１は正極端子を兼ねる有底円筒型の正極缶であり、この正極缶１の内部には中空円筒型に加圧成形した正極合剤２が充填されている。正極合剤２は電解二酸化マンガン粉末と黒鉛粉末を混合してものである。また、正極合剤２の中空部には、カップ状をなすセパレータ３を介してその内部側に負極ゲル状亜鉛４が充填されている。負極ゲル状亜鉛４の内部には、負極集電棒５が上端部を突出するように挿着されている。負極集電棒５の前記ゲル状亜鉛４から突出した部分の外周面及び正極缶１の開口部内周面には、ナイロン樹脂からなり防爆機能部として作用する安全弁６となる薄肉部を有した絶縁ガスケット７が配置されている。また、電池外部へのガス抜き穴１１を４箇所に設けた負極端子８が、その内面で負極集電棒５の頭部に接して設けられている。
【００１２】
正極缶１は、その上端の開口部１ａを内方に屈曲させることにより、絶縁ガスケット７の外周部において正極缶１の内部を密に封口している。また、前記正極缶１の開口部１ａと負極端子８の間で金属突起などが接触して短絡することがないように絶縁リング９が設けられている。なお、Ｐは絶縁リング９を保持した合成樹脂フィルムなどによるシュリンクラベルである。
【００１３】
本発明では、前記の絶縁ガスケット７における安全弁６の下面側と負極ゲル状亜鉛４の上端面の間に形成したスペースＳに、例えば、デンプン−ポリアクリル酸塩架橋物などの高分子吸収体により形成した電解液吸収剤１０を配置した。本発明では前記構成に加え、負極子８の下面と絶縁ガスケット７における安全弁６の上面側の間にも電解液吸収剤１０を配置してよい。なお、負極ゲル状亜鉛４の上に配置した電解液吸収剤１０は、その負極ゲル状亜鉛４と非接触で配置することが望ましい。
【００１４】
（比較例）
比較例では、図示しないが上記実施例における絶縁ガスケット７と負極ゲル状亜鉛４の間に電解液吸収剤１０を配置せず、それ以外は上記実施例と同様にして、単３形アルカリ乾電池を組み立てた。
【００１５】
以上のようにして組み立てた実施例と比較例の各アルカリ乾電池を電流値２Ａにて強制充電して安全弁６を作動させ、このとき電池から電解液が飛散する具合、及び、電解液吸収剤１０の飛散具合を調べる試験を実施した。結果を以下の表１に示す。
【００１６】
【表１】
上記表に１に示すように、実施例では安全弁６が作動する時に、発生ガスと共に電解液を吸液した吸収剤１０が排出し、飛散距離も半径５ｃｍ以下であった。比較例では、安全弁６の作動時に勢いよく電解液が飛散し、その距離も半径２５ｃｍであった。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明は安全弁等の防爆機能の内部側に電解液吸収剤を配置したので、安全弁等の防爆機能が作動するとき電池外に飛散排出されていた電解液が電池外に飛散する前に配置した吸収剤に吸液され、従って、電解液を吸収した吸収剤が外部へ排出されても、電解液がそのまま飛散するような広範囲の飛散を阻止することができ、安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明機構を具備した密閉型の単３形アルカリ電池の縦断面図。
【図２】図１の乾電池の要部の拡大図。
【符号の説明】
１ 正極缶
２ 正極合剤
３ セパレータ
４ 負極ゲル状亜鉛
５ 負極集電棒
６ 安全弁
７ 絶縁ガスケット
８ 負極端子
９ 絶縁リング
１０ 電解液吸収剤
１１ ガス抜き穴
Claims (3)
- 液状の電解液を使用し少なくとも一箇所以上に安全弁等の防爆機能が設けられている密閉型電池において、安全弁等の防爆機能部近傍で当該機能部より電池の内部側に位置付けて電解液吸収剤を配置したことを特徴とする密閉型電池。
- 安全弁等の防爆機能部の近傍でそれより電池の内部側に位置付けて電解液吸収剤を配置するスペースを設けたことを特徴とする請求項１の電池。
- 電池内部に発生したガスにより電池が破裂に至る前に、電池外部へ前記ガスを排気する安全弁等の防爆機能部を設けたことを特徴とする請求項１又は２の電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002172665A JP2004022233A (ja) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | 危険防止機構付電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002172665A JP2004022233A (ja) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | 危険防止機構付電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004022233A true JP2004022233A (ja) | 2004-01-22 |
Family
ID=31172166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002172665A Pending JP2004022233A (ja) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | 危険防止機構付電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004022233A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014199639A1 (ja) * | 2013-06-14 | 2014-12-18 | 日本ケミコン株式会社 | コンデンサ |
| KR101833626B1 (ko) | 2015-07-14 | 2018-02-28 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | 비수계 이차 전지 |
| KR101930086B1 (ko) | 2012-07-09 | 2018-12-17 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 이차전지의 제조방법 |
-
2002
- 2002-06-13 JP JP2002172665A patent/JP2004022233A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101930086B1 (ko) | 2012-07-09 | 2018-12-17 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 이차전지의 제조방법 |
| WO2014199639A1 (ja) * | 2013-06-14 | 2014-12-18 | 日本ケミコン株式会社 | コンデンサ |
| CN105308699A (zh) * | 2013-06-14 | 2016-02-03 | 日本贵弥功株式会社 | 电容器 |
| JPWO2014199639A1 (ja) * | 2013-06-14 | 2017-02-23 | 日本ケミコン株式会社 | コンデンサ |
| EP3010029A4 (en) * | 2013-06-14 | 2017-04-26 | Nippon Chemi-Con Corporation | Capacitor |
| US9875856B2 (en) | 2013-06-14 | 2018-01-23 | Nippon Chemi-Con Corporation | Capacitor |
| KR101833626B1 (ko) | 2015-07-14 | 2018-02-28 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | 비수계 이차 전지 |
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