JP3063815B2 - 電池用安全弁 - Google Patents
電池用安全弁Info
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- JP3063815B2 JP3063815B2 JP5210872A JP21087293A JP3063815B2 JP 3063815 B2 JP3063815 B2 JP 3063815B2 JP 5210872 A JP5210872 A JP 5210872A JP 21087293 A JP21087293 A JP 21087293A JP 3063815 B2 JP3063815 B2 JP 3063815B2
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- JP
- Japan
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- battery
- elastic body
- safety valve
- battery case
- valve
- Prior art date
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01M50/317—Re-sealable arrangements
- H01M50/325—Re-sealable arrangements comprising deformable valve members, e.g. elastic or flexible valve members
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器の駆動用電源
もしくはメモリ保持電源あるいは、電気自動車用電池と
しての高エネルギー密度でかつ高い安全性を有する非水
電解質二次電池の安全弁に関するものである。
もしくはメモリ保持電源あるいは、電気自動車用電池と
しての高エネルギー密度でかつ高い安全性を有する非水
電解質二次電池の安全弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】電子機器の急激なる小形軽量
化に伴い、その電源である電池に対して小形で軽量かつ
高エネルギー密度で、更に繰り返し充放電が可能な二次
電池の開発への要求が高まっている。これら要求を満た
す二次電池として、非水電解質二次電池が最も有望であ
る。
化に伴い、その電源である電池に対して小形で軽量かつ
高エネルギー密度で、更に繰り返し充放電が可能な二次
電池の開発への要求が高まっている。これら要求を満た
す二次電池として、非水電解質二次電池が最も有望であ
る。
【０００３】しかしながら、この種の電池が長期に渡っ
て安定に使用されるためには、電解液の漏出や大気中水
分の電池内への侵入による電池活物質や電解質等との反
応が原因で生じる電池性能の低下を防止しなければなら
ない。そのため、電池を完全密閉する必要があり、極め
て密閉性の高い封口がなされている。
て安定に使用されるためには、電解液の漏出や大気中水
分の電池内への侵入による電池活物質や電解質等との反
応が原因で生じる電池性能の低下を防止しなければなら
ない。そのため、電池を完全密閉する必要があり、極め
て密閉性の高い封口がなされている。
【０００４】一方、この種電池の外部短絡または電極や
セパレーターの劣化により急激な温度上昇があった場合
や、過大電圧による過充電がなされた場合に、有機電解
質が揮発あるいは分解してガスが発生し、このガスが電
池内に閉じこめられ、電池内圧が著しく上昇することが
ある。また、電池が火中へ投下されるなどして高温にさ
らされた場合には、急激に電池内圧が上昇する。その結
果、電池ケースが膨張変形したり時として電池が破裂し
安全上重大な問題となる。
セパレーターの劣化により急激な温度上昇があった場合
や、過大電圧による過充電がなされた場合に、有機電解
質が揮発あるいは分解してガスが発生し、このガスが電
池内に閉じこめられ、電池内圧が著しく上昇することが
ある。また、電池が火中へ投下されるなどして高温にさ
らされた場合には、急激に電池内圧が上昇する。その結
果、電池ケースが膨張変形したり時として電池が破裂し
安全上重大な問題となる。
【０００５】このような問題を解決するため、電池には
ガス発生により電池内圧が上昇したとき、ガスを排出す
る安全弁装置が電池ケースあるいは封口体に設けられて
いた。代表的なものとして、図３に示すような弾性体を
用いた可逆弁式構造を採用したものがある。
ガス発生により電池内圧が上昇したとき、ガスを排出す
る安全弁装置が電池ケースあるいは封口体に設けられて
いた。代表的なものとして、図３に示すような弾性体を
用いた可逆弁式構造を採用したものがある。
【０００６】ところが、このような電池においては高温
下で長期間貯蔵した場合、弾性体が劣化し作動圧が著し
く上昇するという問題があった。安全弁の作動圧が上昇
すると、電池ケースの膨張変形や電池破裂の危険性が高
くなる。
下で長期間貯蔵した場合、弾性体が劣化し作動圧が著し
く上昇するという問題があった。安全弁の作動圧が上昇
すると、電池ケースの膨張変形や電池破裂の危険性が高
くなる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、電池ケース排
気孔を閉塞する弾性体と、該弾性体を圧迫保持する保持
体とから構成された電池用安全弁において、該弾性体の
形状を、回転軸に垂直な上面と下面の二つの平面をもつ
回転体で、回転軸に垂直な断面の直径が下面に近いほど
大きく、下面には突起を備えたものとし、該弾性体の突
起が該電池ケースに設けられた排気口に嵌入されかつ該
弾性体の下面が該電池ケースに接しており、該電池ケー
スあるいは該保持体の該弾性体と接する部分は樹脂で被
覆することで上記問題を解決するものである。
気孔を閉塞する弾性体と、該弾性体を圧迫保持する保持
体とから構成された電池用安全弁において、該弾性体の
形状を、回転軸に垂直な上面と下面の二つの平面をもつ
回転体で、回転軸に垂直な断面の直径が下面に近いほど
大きく、下面には突起を備えたものとし、該弾性体の突
起が該電池ケースに設けられた排気口に嵌入されかつ該
弾性体の下面が該電池ケースに接しており、該電池ケー
スあるいは該保持体の該弾性体と接する部分は樹脂で被
覆することで上記問題を解決するものである。
【０００８】
【作用】弾性体の材質に、安価で耐有機溶媒性およびガ
スシール性に優れるブチルゴムを用いて安全弁を試作
し、高温下で長期間貯蔵した場合の弁作動圧の変化を調
査した。その結果、貯蔵ととも作動圧が上昇することが
判明した。原因を調査したところ、軟化劣化した弾性体
が電池ケース排気孔と接着してしまうことに原因がある
ことがわかった。
スシール性に優れるブチルゴムを用いて安全弁を試作
し、高温下で長期間貯蔵した場合の弁作動圧の変化を調
査した。その結果、貯蔵ととも作動圧が上昇することが
判明した。原因を調査したところ、軟化劣化した弾性体
が電池ケース排気孔と接着してしまうことに原因がある
ことがわかった。
【０００９】本発明の安全弁は、弾性体の形状を、回転
軸に垂直な上面と下面の二つの平面をもつ回転体で、回
転軸に垂直な断面の直径が下面に近いほど大きく、下面
には突起を備えたものとし、弾性体の突起が該電池ケー
スに設けられた排気口に嵌入されかつ弾性体の下面が該
電池ケースに接したものとすることにより、弾性体と排
気口の位置決めがきわめて容易になり、さらに、電池ケ
ース排気口の弾性体と接する部分を樹脂で被覆している
ため、弾性体が劣化しても弾性体と電池ケース排気口と
の接着を防ぐことができるため、貯蔵による作動圧の上
昇を防止することができる。弾性体の下面に備える突起
の形状は特に限定されるものではないが、円筒形が好ま
しく、さらに、円筒形の中心軸と弾性体の回転軸が一致
している形状がより好ましい。
軸に垂直な上面と下面の二つの平面をもつ回転体で、回
転軸に垂直な断面の直径が下面に近いほど大きく、下面
には突起を備えたものとし、弾性体の突起が該電池ケー
スに設けられた排気口に嵌入されかつ弾性体の下面が該
電池ケースに接したものとすることにより、弾性体と排
気口の位置決めがきわめて容易になり、さらに、電池ケ
ース排気口の弾性体と接する部分を樹脂で被覆している
ため、弾性体が劣化しても弾性体と電池ケース排気口と
の接着を防ぐことができるため、貯蔵による作動圧の上
昇を防止することができる。弾性体の下面に備える突起
の形状は特に限定されるものではないが、円筒形が好ま
しく、さらに、円筒形の中心軸と弾性体の回転軸が一致
している形状がより好ましい。
【００１０】
【実施例】以下に、好適な実施例を用いて本発明を説明
する。
する。
【００１１】図１は、一実施例に係る有機電解液電池の
要部断面図を示した図であり、１は外装缶、２は電池ケ
ース排気孔を有するステンレス製の金属封口蓋で外装缶
１と金属封口蓋２とをレーザー溶接等により溶接すると
ともに、発電要素（図示せず）が内蔵されている。３は
ブチルゴムからなり、回転軸に垂直な上面と下面の二つ
の平面をもつ回転体で、回転軸に垂直な断面の直径が下
面に近いほど大きく、下面には突起を備えた形状の弾性
体、４はステンレス製の保持板である。弾性体３の突起
は金属封口蓋２の上部排気口に嵌入されている。金属封
口蓋２の上部排気口を外側より、弾性体３を保持板４に
より縦方向に加圧するとともに、金属封口蓋２と保持板
４とを抵抗溶接している。金属封口蓋２と弾性体３との
接する部分には、厚み５０μｍのポリテトラフルオロエ
チレン（ＰＴＦＥ）樹脂６を被覆している。本発明の安
全弁を安全弁（Ａ）とする。
要部断面図を示した図であり、１は外装缶、２は電池ケ
ース排気孔を有するステンレス製の金属封口蓋で外装缶
１と金属封口蓋２とをレーザー溶接等により溶接すると
ともに、発電要素（図示せず）が内蔵されている。３は
ブチルゴムからなり、回転軸に垂直な上面と下面の二つ
の平面をもつ回転体で、回転軸に垂直な断面の直径が下
面に近いほど大きく、下面には突起を備えた形状の弾性
体、４はステンレス製の保持板である。弾性体３の突起
は金属封口蓋２の上部排気口に嵌入されている。金属封
口蓋２の上部排気口を外側より、弾性体３を保持板４に
より縦方向に加圧するとともに、金属封口蓋２と保持板
４とを抵抗溶接している。金属封口蓋２と弾性体３との
接する部分には、厚み５０μｍのポリテトラフルオロエ
チレン（ＰＴＦＥ）樹脂６を被覆している。本発明の安
全弁を安全弁（Ａ）とする。
【００１２】
【００１３】比較のために、樹脂６で被覆していないこ
とを除いて他は安全弁（Ａ）と同じ構成とした安全弁を
安全弁（ア）とする。
とを除いて他は安全弁（Ａ）と同じ構成とした安全弁を
安全弁（ア）とする。
【００１４】安全弁（Ａ）および（ア）は、５ｋｇ／ｃ
ｍ２程度で可逆弁として作動し、さらに１５ｋｇ／ｃｍ
２を越えるような高圧時には不可逆弁として作動するよ
う設計した。
ｍ２程度で可逆弁として作動し、さらに１５ｋｇ／ｃｍ
２を越えるような高圧時には不可逆弁として作動するよ
う設計した。
【００１５】これら安全弁を温度８５℃で６ヶ月貯蔵
し、貯蔵前後の可逆弁としての弁作動圧を測定した結果
を表１にまとめた。
し、貯蔵前後の可逆弁としての弁作動圧を測定した結果
を表１にまとめた。
【００１６】
【表１】 本発明の安全弁（Ａ）は貯蔵後においても弁作動圧の上
昇は小さいが、比較のための安全弁（ア）は著しく弁作
動圧が上昇していることがわかる。
昇は小さいが、比較のための安全弁（ア）は著しく弁作
動圧が上昇していることがわかる。
【００１７】本実施例では弾性体３の材質にブチルゴム
を用いる場合を説明したが、クロロプレンゴム、エチレ
ンプロピレンゴム、フッ素ゴムなどを単独もしくは一種
以上を組み合わせて用いることができる。さらに、樹脂
４の材質としてＰＴＦＥを用いる例を示したが、弁材質
との非接着性に優れる樹脂ならば特に限定されない。例
えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、他のフッ素系や
シリコーン系樹脂などを用いることができる。
を用いる場合を説明したが、クロロプレンゴム、エチレ
ンプロピレンゴム、フッ素ゴムなどを単独もしくは一種
以上を組み合わせて用いることができる。さらに、樹脂
４の材質としてＰＴＦＥを用いる例を示したが、弁材質
との非接着性に優れる樹脂ならば特に限定されない。例
えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、他のフッ素系や
シリコーン系樹脂などを用いることができる。
【００１８】
【発明の効果】上述したごとく、本発明により高温で長
期間貯蔵した後においても圧力応答性の良好な可逆作動
安全弁を提供できるため、誤使用等の異常による破裂が
なく、安全性・信頼性および耐リーク性に優れる電池を
得ることができる。
期間貯蔵した後においても圧力応答性の良好な可逆作動
安全弁を提供できるため、誤使用等の異常による破裂が
なく、安全性・信頼性および耐リーク性に優れる電池を
得ることができる。
【図１】本発明実施例における電池の要部断面図。
【図２】本発明実施例における電池の要部断面図。
【図３】従来の電池の要部断面図。
１ 外装缶 ２ 金属封口蓋 ３ ブチルゴムよりなる弾性体 ４ 金属保持板 ５ 突起部 ６ ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂
Claims (1)
- 【請求項１】電池ケース排気孔を閉塞する弾性体と、該
弾性体を圧迫保持する保持体とから構成された電池用安
全弁であって、該弾性体の形状が、回転軸に垂直な上面
と下面の二つの平面をもつ回転体で、回転軸に垂直な断
面の直径が下面に近いほど大きく、下面には突起を備
え、該弾性体の突起が該電池ケースに設けられた排気口
に嵌入されかつ該弾性体の下面が該電池ケースに接し、
該電池ケースあるいは該保持体の該弾性体と接する部分
は樹脂で被覆されていることを特徴とする電池用安全
弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5210872A JP3063815B2 (ja) | 1993-08-02 | 1993-08-02 | 電池用安全弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5210872A JP3063815B2 (ja) | 1993-08-02 | 1993-08-02 | 電池用安全弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0745266A JPH0745266A (ja) | 1995-02-14 |
| JP3063815B2 true JP3063815B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=16596499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5210872A Expired - Fee Related JP3063815B2 (ja) | 1993-08-02 | 1993-08-02 | 電池用安全弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3063815B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09161755A (ja) * | 1995-12-06 | 1997-06-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用安全弁 |
| JP4565862B2 (ja) * | 2004-03-09 | 2010-10-20 | 三洋電機株式会社 | 電解液の供給方法 |
| US8956743B2 (en) | 2006-08-28 | 2015-02-17 | Lg Chem, Ltd. | Secondary battery including one-way exhaust member |
| US8071231B2 (en) | 2006-08-28 | 2011-12-06 | Lg Chem, Ltd. | Secondary battery including one-way exhaust valve |
| JP7022301B2 (ja) * | 2017-11-29 | 2022-02-18 | トヨタ自動車株式会社 | リリーフ弁付き電池 |
-
1993
- 1993-08-02 JP JP5210872A patent/JP3063815B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0745266A (ja) | 1995-02-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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