JP2014096298A - 密閉型電池 - Google Patents
密閉型電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014096298A JP2014096298A JP2012247801A JP2012247801A JP2014096298A JP 2014096298 A JP2014096298 A JP 2014096298A JP 2012247801 A JP2012247801 A JP 2012247801A JP 2012247801 A JP2012247801 A JP 2012247801A JP 2014096298 A JP2014096298 A JP 2014096298A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery case
- wide
- sealed battery
- fragile portion
- cleavage groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 claims abstract description 82
- 230000007017 scission Effects 0.000 claims abstract description 82
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 6
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 5
- WABPQHHGFIMREM-RKEGKUSMSA-N lead-214 Chemical compound [214Pb] WABPQHHGFIMREM-RKEGKUSMSA-N 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
Abstract
【課題】電池ケース内の圧力上昇に応じて開裂溝が容易に開裂可能な密閉型電池を提供する。
【解決手段】電池ケース2は、側壁30を有する有底筒状の外装缶3を備えている。外装缶3の側壁30は、互いに対向して配置された一対の幅広面32と、互いに対向して配置され、一対の幅広面32同士を接続する接続面31と、を有している。一対の接続面31のうち少なくとも一方の接続面31には、電池ケース2の他の部分よりも剛性が低く、電池ケース2の内圧の上昇に応じて変形する脆弱部311が形成されている。一対の幅広面32のうち少なくとも一方の幅広面32には、脆弱部311が電池ケース2の内圧の上昇によって変形した際に一方の幅広面32に形成される稜線Lに対して交差するように開裂溝321が形成されている。
【選択図】図3
【解決手段】電池ケース2は、側壁30を有する有底筒状の外装缶3を備えている。外装缶3の側壁30は、互いに対向して配置された一対の幅広面32と、互いに対向して配置され、一対の幅広面32同士を接続する接続面31と、を有している。一対の接続面31のうち少なくとも一方の接続面31には、電池ケース2の他の部分よりも剛性が低く、電池ケース2の内圧の上昇に応じて変形する脆弱部311が形成されている。一対の幅広面32のうち少なくとも一方の幅広面32には、脆弱部311が電池ケース2の内圧の上昇によって変形した際に一方の幅広面32に形成される稜線Lに対して交差するように開裂溝321が形成されている。
【選択図】図3
Description
本発明は、密閉型電池に関する。
電池ケース内の圧力が閾値よりも上昇した場合に開裂する開裂溝が電池ケースに形成された密閉型電池が知られている(特許文献1参照)。密閉型電池では、充放電の際に電池ケース内の圧力が上昇した場合、電池ケースは膨らむように変形する。このような電池ケースの変形により、該電池ケースには峰状の稜線が形成される。上述の密閉型電池では、開裂溝は、電池ケースに形成される稜線と交差するように設けられる。
このような構成を有する密閉型電池において、電池ケースの内圧が上昇して該電池ケースが変形を生じると、電池ケースに稜線が形成され、開裂溝が開裂する。その結果、開裂した部分から電池ケース内のガスが排出されて、該電池ケース内の圧力が低下する。
前記特許文献1に記載の密閉型電池の電池ケースは、1対の幅広面と、それらの幅広面同士を接続する1対の接続面とを有する。前記電池ケースは、接続面の幅が幅広面の幅よりも狭い扁平状に形成されている。このような構成の電池ケースでは、接続面の剛性が比較的高いため、電池ケースは変形を生じにくい。よって、前記電池ケースでは、該電池ケースの内圧が上昇した場合でも稜線が形成されにくい。このため、電池ケースに形成された開裂溝が開裂しにくい。
本発明の目的は、電池ケース内の圧力上昇に応じて開裂溝が容易に開裂可能な密閉型電池を提供することにある。
本発明に係る密閉型電池は、内部に電極体および電解液が封入される電池ケースを備える。前記電池ケースは、筒軸方向に延びる側壁を有する有底筒状の外装缶を備える。前記外装缶の側壁は、互いに対向して配置された一対の幅広面と、互いに対向して配置され、幅広面同士を接続する一対の接続面とを有する。前記一対の接続面のうち少なくとも一方の接続面には、前記電池ケースの他の部分よりも剛性が低く、前記電池ケースの内圧の上昇に応じて変形する脆弱部が形成されている。前記一対の幅広面のうち少なくとも一方の幅広面には、前記脆弱部が前記電池ケースの内圧の上昇によって変形した際に前記一方の幅広面に形成される稜線に対して交差するように開裂溝が形成されている(第1の構成)。
上記の構成を有する密閉型電池では、電池ケースの内圧の上昇に応じて該電池ケースが膨らむように変形する。すなわち、電池ケースの幅広面は、該電池ケースの外側に向かって変位する。このような電池ケースの幅広面の変形により、接続面が幅広面に引っ張られて、電池ケースの内方へ変位する。このように電池ケースが変形する際に、接続面に形成された脆弱部は、電池ケースの他の部分よりも剛性が低いため、電池ケースの内方に向かって大きく変形を生じる。このような脆弱部の変形により、電池ケースの幅広面には稜線が形成され、該稜線と交差するように幅広面に形成された開裂溝が開裂する。
したがって、上述の構成により、電池ケースの接続面に設けられた脆弱部の変形によって電池ケースの幅広面に稜線を容易に生じさせることができる。これにより、厚みが薄い扁平状の電池ケースの場合でも、電池ケースの幅広面に形成された開裂溝を容易に開裂させることができる。
前記第1の構成において、前記脆弱部は、前記少なくとも一方の接続面における前記筒軸方向の一方の端部に形成されている。前記開裂溝は、前記少なくとも一方の幅広面における前記筒軸方向の一方の端部において、前記脆弱部が設けられている前記接続面側に形成されている(第2の構成)。
脆弱部および開裂溝を、電池ケースの側壁における筒軸方向の一方の端部に設けることにより、脆弱部の変形によって開裂溝を効率良く開裂させることができる。すなわち、脆弱部の変形によって、電池ケースの外装缶の幅広面に稜線が容易に形成されるため、該稜線に交差する開裂溝を効率良く開裂させることができる。
前記第1の構成または第2の構成において、前記電池ケースは、前記外装缶の開口部分を塞いだ状態で該開口部分と接合される蓋板をさらに備える。前記脆弱部は、前記少なくとも一方の接続面の前記蓋板側に形成されている。前記開裂溝は、前記少なくとも一方の幅広面の前記蓋板側に形成されている(第3の構成)。
外装缶の開口部側、すなわち、蓋板側は、蓋板が接合されるため、電池ケースの他の部分に比べて剛性が高い。このように剛性の高い部分の近傍に脆弱部を設けることにより、電池ケースの内圧が上昇して脆弱部が変形を生じると、剛性の低い幅広面の中央部と外装缶の蓋板側との間に稜線が生じやすい。したがって、上述の構成により、開裂溝を容易に開裂させることができる。
前記第1の構成において、前記脆弱部は、前記少なくとも一方の接続面における前記側壁の筒軸方向の一方の端部に形成されている。前記幅広面は、矩形状である。前記開裂溝は、前記幅広面の四隅のうち前記脆弱部から最も離れた隅に形成されている(第4の構成)。
電池ケースの内圧の上昇によって、脆弱部が変形を生じると、矩形状の幅広面の四隅のうち、該脆弱部から最も離れた隅が幅広面の中央部に向かって引っ張られる。よって、脆弱部で変形を生じた際には、前記最も離れた隅に稜線が形成されやすい。したがって、この稜線に交差するように開裂溝を設けることにより、開裂溝を容易に開裂させることができる。
前記第1から第4の構成のうちいずれか一つの構成において、前記脆弱部の厚みは、前記外装缶の側壁の厚みよりも薄い(第5の構成)。これにより、電池ケースの内圧が上昇した場合に、電池ケースの他の部分に比べて脆弱部を容易に変形させることができる。
前記第1から第5の構成のうちいずれか一つの構成において、前記脆弱部は、前記少なくとも一方の接続面に形成された溝である(第6の構成)。これにより、脆弱部を容易に形成することができる。
前記第6の構成において、前記溝の少なくとも一部は、前記接続面の幅方向に延びている(第7の構成)。既述の通り、電池ケースが変形を生じる場合、幅広面は電池ケースの外方に変位する一方、接続面は電池ケースの内方に変位する。上述の構成では、電池ケースの接続面に形成された溝のうち接続面の幅方向に延びる部分が電池ケースの内方により大きく変形する。したがって、上述の構成により、電池ケースにより大きな変形を生じさせることができ、開裂溝をより容易に開裂させることができる。
本発明の一実施形態に係る密閉型電池では、電池ケースの外装缶の側壁を構成する幅広面に開裂溝が形成される一方、接続面に脆弱部が形成される。これにより、接続面に容易に変形を生じさせて、幅広面に稜線を容易に形成することができる。したがって、開裂溝を容易に開裂させることができる。
以下、密閉型電池の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
[第1の実施形態]
〈全体構成〉
図1は、本発明の第1の実施形態に係る密閉型電池1の概略構成を示す斜視図である。密閉型電池1は、電極体21と、電極体21を収納する電池ケース2と、を備える。特に図示しないが、電池ケース2の内部には、非水電解液(以下、単に電解液という)が封入されている。
〈全体構成〉
図1は、本発明の第1の実施形態に係る密閉型電池1の概略構成を示す斜視図である。密閉型電池1は、電極体21と、電極体21を収納する電池ケース2と、を備える。特に図示しないが、電池ケース2の内部には、非水電解液(以下、単に電解液という)が封入されている。
電池ケース2は、有底筒状の外装缶3と、外装缶3の開口部36(図2参照)に接合された蓋板4とを有する。図1および図2に示すように、外装缶3は、側壁30と、底部35とを備える。側壁30は、一対の幅広面32と、一対の幅広面32同士をつなぐ接続面31とを含む。接続面31には、後述する脆弱部311が形成されている。幅広面32には、後述する開裂溝321が形成されている。蓋板4は、外装缶3の開口部36、すなわち外装缶3の側壁30の上端に、溶接によって接合されている。電池ケース2の詳細な構成については後述する。
図2に示すように、電極体21は、正極211、負極212およびセパレータ22を備える。電極体21は、それぞれシート状に形成された正極211、負極212および2つのセパレータ22を、例えば正極211、セパレータ22、負極212、セパレータ22の順に重ね合わせて、図2に示すように渦巻状に巻回することによって形成された巻回電極体である。電極体21は、正極211、負極212及びセパレータ22を重ね合わせた状態で巻回した後、押しつぶして扁平状に形成される。
正極211は、正極活物質を含有する正極活物質層を、アルミニウム等の金属箔製の正極集電体の両面にそれぞれ設けたものである。詳しくは、正極211は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有酸化物である正極活物質、導電助剤およびバインダ等を含む正極合剤を、アルミニウム箔等からなる正極集電体上に塗布して乾燥させることによって形成される。リチウム含有酸化物等のリチウム複合酸化物を正極活物質として用いるのが好ましい。正極活物質として、1種類の物質のみを用いてもよいし、2種類以上の物質を用いてもよい。正極活物質は、上述の物質に限られない。
負極212は、負極活物質を含有する負極活物質層を、銅等の金属箔製の負極集電体の両面にそれぞれ設けたものである。詳しくは、負極212は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質、導電助剤およびバインダ等を含む負極合剤を、銅箔等からなる負極集電体上に塗布して乾燥させることによって形成される。負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材料(黒鉛類、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類等)を用いるのが好ましい。負極活物質は、上述の物質に限られない。
なお、図2では、電極体21の外周側の数層分しか示されていないが、電極体21の内周側の部分の図示を省略しているだけであり、電極体21の内周側にも正極211、負極212およびセパレータ22は、存在している。
図2に示すように、電極体21の正極211には、正極リード213が接続されている。電極体21の負極212には、負極リード214が接続されている。正極リード213および負極リード214は、電極体21の外部に引き出されている。正極リード213の先端は、蓋板4に接続されている。負極リード214の先端は、後述するリード板215を介して負極端子41に接続されている。
〈電池ケース〉
まず、図1および図2を参照して外装缶3の詳しい構成について説明する。外装缶3は、アルミニウム合金によって形成されている。外装缶3の側壁30は、上述の通り、対向して配置された一対の幅広面32(図1参照)と、一対の幅広面32同士をつなぐように対向して配置された一対の接続面31とを備える。
まず、図1および図2を参照して外装缶3の詳しい構成について説明する。外装缶3は、アルミニウム合金によって形成されている。外装缶3の側壁30は、上述の通り、対向して配置された一対の幅広面32(図1参照)と、一対の幅広面32同士をつなぐように対向して配置された一対の接続面31とを備える。
各幅広面32は、法線方向から見て略矩形状の平板状に形成されている。各接続面31は、半円筒形状に形成されている。各幅広面32の幅方向の両端には、それぞれ、接続面31の幅方向の端部が接続されている。一対の接続面31がそれぞれ、一対の幅広面32を接続することにより、一体で且つ筒軸方向に延びる外装缶3の側壁30が構成される。
したがって、外装缶3は、略平行に配置された一対の平板状の幅広面32が、幅方向の両端で曲面の接続面31によって接続された形状を有する。また、外装缶3は、幅広面32の幅方向の寸法(外装缶3の幅方向の寸法に対応)が接続面31の幅方向の寸法(外装缶3の厚み方向の寸法に対応)よりも大きい扁平状である。
外装缶3の底部35は、側壁30の筒軸方向の一端側を覆うように、該側壁30と一体に設けられている。底部35は、側壁30の幅広面32及び接続面31に沿うように、長方形の短辺側が円弧状に形成された形状を有する。
外装缶3の側壁30の筒軸方向の他端側には、開口部36(開口部分)が形成される。この開口部36は、蓋板4によって塞がれる。詳しくは、開口部36は、蓋板4によって塞がれた状態で該蓋板4と溶接によって接合される。
なお、外装缶3は、正極リード213に接続される蓋板4と接合されるため、密閉型電池1の正極端子としての機能を果たす。
外装缶3の内側の底には、外装缶3を介して電極体21の正極211と負極212との間で短絡が発生するのを防止するためのポリエチレンシートからなる絶縁体37が配置されている(図2参照)。絶縁体37は、柱状に形成された電極体21の軸線方向の一端と接触している。
蓋板4は、外装缶3の開口部36に溶接によって接合される。蓋板4は、外装缶3と同様にアルミニウム合金によって形成されている。蓋板4は、外装缶3の側壁30の開口部36を塞ぐような形状に形成されている。すなわち、蓋板4は、外装缶3の底部35と同様、長方形の短辺側が円弧状に形成された形状を有する。
図2に示すように、蓋板4には、長手方向中央に貫通孔42が形成されている。貫通孔42には、絶縁パッキング43および負極端子41が配置されている。すなわち、蓋板4の長手方向中央には、絶縁パッキング43および負極端子41が取り付けられている。
絶縁パッキング43は、ポリプロピレンによって形成されている。絶縁パッキング43は、略円筒状の部材である。
負極端子41は、円柱部411および1対の平板部412を有する金属製の部材である。一対の平板部412は、円柱部411の軸方向両端部に該円柱部411と一体に設けられている。円柱部411は、図2に示すように負極端子41と絶縁パッキング43とを組み合わせた状態で、絶縁パッキング43の内方に配置されている。
負極端子41には、ステンレス鋼製のリード板215が接続されている。負極端子41は、リード板215および負極リード214を介して、電極体21の負極212に電気的に接続されている。なお、リード板215と蓋板4との間には、絶縁体216が配置されている。リード板215は、蓋板4の長手方向に延びている。リード板215にも、蓋板4と同様、負極端子41の円柱部411が挿通可能な貫通孔が形成されている。
なお、蓋板4には、電解液の注入口44も形成されている。注入口44は、平面視で略円形状に形成されている。注入口44は、大径部および小径部を有する。大径部は、小径部の上方に位置する。注入口44は、封止栓45によって封止されている。封止栓45は、注入口44の径の変化に対応して段状に形成されている。封止栓45と注入口44との間に隙間が生じないように、封止栓45の大径部側と注入口44の周縁部とはレーザ溶接によって接合されている。
〈開裂溝〉
図3は、幅広面32側から見た密閉型電池1の側面図である。図3において、一点鎖線は、電池ケース2内の圧力の上昇に伴って電池ケース2が変形した場合に、電池ケース2の変形部分の峰として現れる稜線Lである。この稜線Lは、電池ケース2内の圧力が上昇して電池ケース2が膨らむように変形を生じた際に、電池ケース2の幅広面32に形成される。なお、図3では、稜線Lは幅広面32の四隅から内方に向かって延びる直線状に形成されているが、稜線Lは曲線であってもよく、複数の稜線Lがつながっていてもよい。
図3は、幅広面32側から見た密閉型電池1の側面図である。図3において、一点鎖線は、電池ケース2内の圧力の上昇に伴って電池ケース2が変形した場合に、電池ケース2の変形部分の峰として現れる稜線Lである。この稜線Lは、電池ケース2内の圧力が上昇して電池ケース2が膨らむように変形を生じた際に、電池ケース2の幅広面32に形成される。なお、図3では、稜線Lは幅広面32の四隅から内方に向かって延びる直線状に形成されているが、稜線Lは曲線であってもよく、複数の稜線Lがつながっていてもよい。
既述のように、外装缶3の幅広面32には、電池ケース2の内圧が閾値よりも高くなると電池ケース2の変形によって開裂する開裂溝321が形成されている。開裂溝321は、幅広面32の他の部分よりも薄肉に形成されている。よって開裂溝321は、電池ケース2の他の部分よりも剛性が低い。したがって、電池ケース2の内圧が上昇して該電池ケース2が変形を生じると、開裂溝321に応力が集中して該開裂溝321が開裂する。
開裂溝321は、外装缶3の側面から見て、略S字状に形成された溝である。詳しくは、開裂溝321は、図3に示す例では幅広面32の右上隅に向かって突状に湾曲する第1湾曲部321aと、幅広面32の中央部38に向かって突状に湾曲する第2湾曲部321bとを有する。すなわち、第1湾曲部321aおよび第2湾曲部321bの突出方向は、180度異なる。開裂溝321は、第1湾曲部321aの一端と第2湾曲部321bの一端とが接続された略S字状に形成されている。
開裂溝321は、電池ケース2の内圧が上昇して電池ケース2が変形を生じた際に、該電池ケース2の幅広面32に形成される稜線Lと交差するように、幅広面32に形成されている。図3の例では、開裂溝321は、電池ケース2の内圧が上昇した際に幅広面32に形成される稜線Lのうち、該幅広面32の右上隅に形成される第1稜線L1と交差するように設けられる。すなわち開裂溝321は、第1湾曲部321aと第2湾曲部321bとの接続部分で第1稜線L1と交差するように幅広面32に形成されている。したがって、図3の例では、開裂溝321は、幅広面32の四隅のうち右上隅に形成される。
また、開裂溝321は、電池ケース2の幅広面32の四隅のうち、後述する脆弱部311に最も近い隅に形成されている。このように開裂溝321を脆弱部311に最も近い隅に形成することで、後述するように脆弱部311が変形した際に電池ケース2に形成される稜線によって開裂溝321をより容易に開裂させることができる。
なお、開裂溝321は、プレス加工によって形成される。そのため、特に図示しないが、開裂溝321は、断面視で、開口側の溝幅が溝底側の溝幅よりも大きい。
〈脆弱部〉
図4は、接続面31側から見た密閉型電池1の側面図である。この図4は、図3に示す密閉型電池1を右側から見た場合の側面図である。
図4は、接続面31側から見た密閉型電池1の側面図である。この図4は、図3に示す密閉型電池1を右側から見た場合の側面図である。
既述のように、外装缶3の接続面31には、脆弱部311が設けられている。脆弱部311は、接続面31の外表面に形成された断面略V字状の溝である。脆弱部311は、プレス加工または切削加工等によって形成される。このように溝によって構成される脆弱部311は、接続面31の他の部分よりも薄肉である。例えば、脆弱部311の溝底部分の厚みは、接続面31の脆弱部311以外の部分における厚みの約半分である。よって、脆弱部311は、接続面31の他の部分よりも剛性が低く、電池ケース2の内圧の上昇に応じて変形を生じやすい。
脆弱部311は、電池ケース2の側面視において、略U字状に設けられている。詳しくは、湾曲部分が接続面31の上側(蓋板4側)に位置するように、逆U字状に設けられている。これにより、脆弱部311は、湾曲部分の一部が接続面31の幅方向に延びるように形成される。このように脆弱部311を形成することにより、後述するように電池ケース2の接続面31が変形する際に、脆弱部311でより変形を生じやすい。
〈開裂部の開裂動作〉
図5は、電池ケース2内の圧力が上昇して、外装缶3が変形した状態を示す。電池ケース2内の圧力が上昇すると、まず、電池ケース2は、幅広面32の中央部38が電池ケース2の外方に変位する。このように電池ケース2の幅広面32の中央部38が変位すると、該幅広面32とつながった接続面31は幅広面32側に引っ張られて電池ケース2の内方に変位する。このとき、外装缶3と蓋板4との接合部分および外装缶3の底部35は、外装缶3の他の部分に比べて剛性が高いため、あまり変形を生じないが、接続面31の長手方向中央部分は、電池ケース2の内方に大きく変形する。
図5は、電池ケース2内の圧力が上昇して、外装缶3が変形した状態を示す。電池ケース2内の圧力が上昇すると、まず、電池ケース2は、幅広面32の中央部38が電池ケース2の外方に変位する。このように電池ケース2の幅広面32の中央部38が変位すると、該幅広面32とつながった接続面31は幅広面32側に引っ張られて電池ケース2の内方に変位する。このとき、外装缶3と蓋板4との接合部分および外装缶3の底部35は、外装缶3の他の部分に比べて剛性が高いため、あまり変形を生じないが、接続面31の長手方向中央部分は、電池ケース2の内方に大きく変形する。
電池ケース2が上述のような変形を生じる際、接続面31に設けられた脆弱部311で変形を生じる。すなわち、断面略V字状の溝によって構成された脆弱部311は、その一部が接続面31の幅方向に延びているため、上述のように接続面31が電池ケース2の内方に変位すると、電池ケース2の内方に向かって変形する。このような脆弱部311での変形は、接続面31をさらに電池ケース2の内方に変形させるとともに、幅広面32の中央部38を電池ケース2の外方により大きく変形させる。これにより、脆弱部311を設けていない構成に比べて、電池ケース2をより容易に変形させることができる。よって、電池ケース2の幅広面32に、稜線Lが容易に形成される。
電池ケース2が上述のような変形を生じると、比較的剛性の低い幅広面32の中央部38は電池ケース2の外方に大きく変形する。一方、蓋板4に近い幅広面32の上部及び底部35に近い幅広面32の下部は、幅広面32の中央部38に比べて剛性が高いため、変形量が小さい。よって、電池ケース2の幅広面32に稜線Lと交差するように形成された開裂溝321は、幅広面32の中央部38側と、幅広面32の上部とによって溝が開くように引っ張られる。すなわち、開裂溝321には、幅広面32の法線方向に変形しようとする中央部38と、外装缶3と蓋板4との接合部分によって固定される幅広面32の上部とによって、せん断方向及び引張方向の力が作用する。よって、開裂溝321は、電池ケース2の変形によって開裂する。
<第1の実施形態の効果>
本実施形態の電池ケース2は、接続面31に脆弱部311が設けられている。そのため、電池ケース2内の圧力が上昇した際に、電池ケース2の外装缶3の脆弱部311で変形を生じやすい。よって、電池ケース2の幅広面32には、電池ケース2の変形に伴って稜線Lが容易に形成される。これにより、開裂溝321を容易に開裂させることができる。
本実施形態の電池ケース2は、接続面31に脆弱部311が設けられている。そのため、電池ケース2内の圧力が上昇した際に、電池ケース2の外装缶3の脆弱部311で変形を生じやすい。よって、電池ケース2の幅広面32には、電池ケース2の変形に伴って稜線Lが容易に形成される。これにより、開裂溝321を容易に開裂させることができる。
また、電池ケース2には、脆弱部311の近傍に開裂溝321が形成されている。これにより、開裂溝321には、脆弱部311の変形に伴ってより大きな力が作用する。したがって、開裂溝321をより容易に開裂させることができる。
さらに、脆弱部311は溝によって構成されているため、脆弱部311をプレス加工や切削加工などの加工方法によって容易に形成することができる。
また、脆弱部311は、接続面31にU字状に形成されている。すなわち、脆弱部311は、その一部が接続面31の幅方向に延びるように形成されている。このような構成を有する脆弱部311の変形によって、接続面31を容易に変形させることができる。したがって、電池ケース2を容易に変形させて、開裂部321を容易に開裂させることができる。
[第2の実施形態]
〈全体構成〉
図6は、第2の実施形態に係る電池ケース12の概略構成を示す斜視図である。第2の実施形態に係る電池ケース12は、第1の実施形態に係る電池ケース2とは開裂溝の位置のみが異なる。以下において、第1の実施形態に係る電池ケース2との相違点のみを詳細に説明する。なお、第1の実施形態と同じ構成には、同一符号を付して、説明を省略する。
〈全体構成〉
図6は、第2の実施形態に係る電池ケース12の概略構成を示す斜視図である。第2の実施形態に係る電池ケース12は、第1の実施形態に係る電池ケース2とは開裂溝の位置のみが異なる。以下において、第1の実施形態に係る電池ケース2との相違点のみを詳細に説明する。なお、第1の実施形態と同じ構成には、同一符号を付して、説明を省略する。
外装缶3の幅広面32の表面には、開裂溝324が形成されている。開裂溝324は、幅広面32の左下部に形成されている。開裂溝324は、幅広面32の四隅のうち、脆弱部311から最も離れた隅部、すなわち実施形態1で開裂溝321が形成されている位置に対して対角の位置に形成されている。開裂溝324は、稜線Lのうち幅広面32の左下に形成される第2稜線L2と交差するように形成されている。なお、開裂溝324の構成は、実施形態1の開裂溝321と同様なので、形状等の詳しい説明は省略する。
<開裂部の開裂動作>
電池ケース12の内圧が上昇すると、電池ケース12は、実施形態1の電池ケース2と同様、膨らむように変形する。すなわち、電池ケース12の幅広面32は電池ケース12の外方に変位する一方、電池ケース12の接続面31は電池ケース12の内方に変位する。このとき、実施形態1と同様、接続面31に設けられた脆弱部311が変形を生じるため、接続面31は電池ケース12の内方により大きく変形する。これにより、電池ケース12の幅広面32は電池ケース12の外方により大きく変形する。
電池ケース12の内圧が上昇すると、電池ケース12は、実施形態1の電池ケース2と同様、膨らむように変形する。すなわち、電池ケース12の幅広面32は電池ケース12の外方に変位する一方、電池ケース12の接続面31は電池ケース12の内方に変位する。このとき、実施形態1と同様、接続面31に設けられた脆弱部311が変形を生じるため、接続面31は電池ケース12の内方により大きく変形する。これにより、電池ケース12の幅広面32は電池ケース12の外方により大きく変形する。
電池ケース12の上述のような変形により、脆弱部311に近い幅広面32の右上隅が変形するとともに、幅広面32の四隅のうち、脆弱部311から最も離れた隅部が中央部38に向かって引っ張られる。ここで、幅広面32の底部35側は、中央部38に比べて剛性が高いため、上述のように隅部が中央部38に向かって引っ張られると、稜線が形成される。この稜線に交差するように設けられた開裂溝324は、幅広面32の法線方向に変形しようとする中央部38と、底部35によって固定されている幅広面32の下部とによって、せん断方向及び引っ張り方向の力が作用する。よって、開裂溝324は、電池ケース12の変形によって開裂する。
<第2の実施形態の効果>
この実施形態では、電池ケース12の幅広面32の四隅のうち、接続面31に設けられた脆弱部311から最も離れた隅部に、開裂溝324が形成される。この開裂溝324は、脆弱部311が変形を生じた場合に、幅広面32の四隅のうち脆弱部311から最も離れた隅部に生じる稜線L2と交差するように形成される。これにより、脆弱部311の変形によって、電池ケース12に容易に変形を生じさせて開裂溝324を容易に開裂させることができる。
この実施形態では、電池ケース12の幅広面32の四隅のうち、接続面31に設けられた脆弱部311から最も離れた隅部に、開裂溝324が形成される。この開裂溝324は、脆弱部311が変形を生じた場合に、幅広面32の四隅のうち脆弱部311から最も離れた隅部に生じる稜線L2と交差するように形成される。これにより、脆弱部311の変形によって、電池ケース12に容易に変形を生じさせて開裂溝324を容易に開裂させることができる。
[その他の実施形態]
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
前記各実施形態に係る電池ケース2、12では、脆弱部311は、略逆U字状の溝によって構成されている。しかしながら、脆弱部311は、接続面31の幅方向に延びる直線状の溝や、略V字状の溝等によって構成されていてもよい。
前記各実施形態に係る電池ケース2、12では、脆弱部311は、接続面31の上部(蓋板4側)に形成されているが、これに限られない。脆弱部311は、接続面31の下部に設けられていてもよいし、接続面31の上下方向の中央部に設けられていてもよい。なお、接続面31の上下方向の中央部に脆弱部311が形成された構成では、外装缶3は、図5とは異なる形状に変形する。
前記各実施形態に係る電池ケース2、12には、開裂溝および脆弱部がそれぞれ1つ形成されている。しかしながら、電池ケースに、複数の開裂溝および複数の脆弱部が形成されていてもよい。
前記各実施形態に係る電池ケース2、12では、接続面31に1つの脆弱部311が形成されているが、2つ以上の脆弱部が形成されていてもよい。
前記各実施形態に係る電池ケース2、12では、幅広面32の1つまたは2つの隅部に開裂溝が形成された電池ケースについて説明したが、これに限らない。3つの隅部または全ての隅部にそれぞれ開裂溝が形成されていてもよく、1つの隅部に複数の開裂溝が形成されていてもよい。
前記各実施形態に係る電池ケース2、12では、一対の幅広面32の一方に開裂溝321、324が設けられているが、一対の幅広面の両方に開裂溝が形成されていてもよい。
前記各実施形態に係る電池ケース2、12では、一対の接続面31の一方に脆弱部311が形成されているが、一対の接続面の両方に脆弱部が形成されていてもよい。
前記各実施形態に係る脆弱部311は、接続面31に形成された溝であるが、脆弱部は、薄肉部や部分的に剛性の低い材料によって構成された低剛性部等、溝以外の構成であってもよい。
前記各実施形態に係る電池ケース2、12には、略S字状の開裂溝321、324が形成されているが、開裂溝の形状は他の形状であってもよい。例えば、開裂溝は、直線状や円弧状の開裂溝であってもよい。
前記各実施形態に係る電池ケース2、12では、脆弱部311が電池ケース2、12の外表面に設けられている。しかしながら、脆弱部311は、電池ケースの内面に設けられていてもよい。
前記各実施形態に係る電池ケース2、12では、接続面31は曲面であるが、これに限らない。接続面31は、平面であってもよい。
本発明は、電極体等が収納される電池ケースを備え、電池ケースの側面に開裂溝が形成された電池ケースに利用可能である。
1:密閉型電池、2,12:電池ケース、3:外装缶、4:蓋板、30:側壁、31:接続面、32:幅広面、35:底部、36:開口部、311:脆弱部、321,324:開裂溝、L,L1,L2:稜線
Claims (7)
- 内部に電極体および電解液が封入される電池ケースを備え、
前記電池ケースは、筒軸方向に延びる側壁を有する有底筒状の外装缶を備えていて、
前記外装缶の側壁は、互いに対向して配置された一対の幅広面と、互いに対向して配置され、前記幅広面同士を接続する一対の接続面とを有し、
前記一対の接続面のうち少なくとも一方の接続面には、前記電池ケースの他の部分よりも剛性が低く、前記電池ケースの内圧の上昇に応じて変形する脆弱部が形成されており、
前記一対の幅広面のうち少なくとも一方の幅広面には、前記脆弱部が前記電池ケースの内圧の上昇によって変形した際に前記一方の幅広面に形成される稜線に対して交差するように開裂溝が形成されている、
密閉型電池。 - 請求項1に記載の密閉型電池であって、
前記脆弱部は、前記少なくとも一方の接続面における前記筒軸方向の一方の端部に形成されており、
前記開裂溝は、前記少なくとも一方の幅広面における前記筒軸方向の一方の端部において、前記脆弱部が設けられている接続面側に形成されている、
密閉型電池。 - 請求項1または2に記載の密閉型電池であって、
前記電池ケースは、前記外装缶の開口部分を塞いだ状態で該開口部分と接合される蓋板をさらに備え、
前記脆弱部は、前記少なくとも一方の接続面の前記蓋板側に形成されており、
前記開裂溝は、前記少なくとも一方の幅広面の前記蓋板側に形成されている、
密閉型電池。 - 請求項1に記載の密閉型電池であって、
前記脆弱部は、前記少なくとも一方の接続面における前記側壁の筒軸方向の一方の端部に形成されており、
前記幅広面は、矩形状であり、
前記開裂溝は、前記幅広面の四隅のうち、前記脆弱部から最も離れた隅に形成されている、
密閉型電池。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の密閉型電池であって、
前記脆弱部の厚みは、前記外装缶の側壁の厚みよりも薄い、
密閉型電池。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の密閉型電池であって、
前記脆弱部は、前記少なくとも一方の接続面に設けられた溝である、
密閉型電池。 - 請求項6に記載の密閉型電池であって、
前記溝の少なくとも一部は、前記接続面の幅方向に延びている、
密閉型電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012247801A JP2014096298A (ja) | 2012-11-09 | 2012-11-09 | 密閉型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012247801A JP2014096298A (ja) | 2012-11-09 | 2012-11-09 | 密閉型電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014096298A true JP2014096298A (ja) | 2014-05-22 |
Family
ID=50939223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012247801A Pending JP2014096298A (ja) | 2012-11-09 | 2012-11-09 | 密閉型電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014096298A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170004252A (ko) * | 2015-07-01 | 2017-01-11 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지 |
-
2012
- 2012-11-09 JP JP2012247801A patent/JP2014096298A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170004252A (ko) * | 2015-07-01 | 2017-01-11 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지 |
KR101970651B1 (ko) * | 2015-07-01 | 2019-04-22 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11050092B2 (en) | Method for manufacturing prismatic secondary battery | |
US10062873B2 (en) | Secondary battery and battery pack using the same | |
JP2013182785A (ja) | 密閉型電池 | |
JP6550848B2 (ja) | 角形二次電池 | |
JP5433452B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP5374004B2 (ja) | 密閉型電池 | |
JP6996505B2 (ja) | 二次電池 | |
JP2014096225A (ja) | 角形二次電池 | |
JP2013168253A (ja) | 巻回型電池 | |
JP2016103412A (ja) | 角形二次電池 | |
JP6146536B2 (ja) | 蓄電装置 | |
WO2017098690A1 (ja) | 電池 | |
JP5557664B2 (ja) | 密閉型電池 | |
JP2018006138A (ja) | 蓄電装置用電極およびそれを用いた蓄電装置 | |
JP6743356B2 (ja) | 二次電池 | |
US11081752B2 (en) | Square secondary battery and method of manufacturing same | |
JP2013222517A (ja) | 角形二次電池 | |
JP2014096298A (ja) | 密閉型電池 | |
JP2014086162A (ja) | 密閉型電池 | |
JP2014093124A (ja) | 密閉型電池 | |
KR20130049721A (ko) | 밀폐형 전지 | |
JP2013098173A (ja) | 密閉型電池 | |
JP2013182784A (ja) | 密閉型電池 | |
WO2021181563A1 (ja) | 接続リード及び電池 | |
WO2022180737A1 (ja) | 電池及び電池の製造方法 |