JP3143176B2 - 電池封口体 - Google Patents

電池封口体

Info

Publication number
JP3143176B2
JP3143176B2 JP03311040A JP31104091A JP3143176B2 JP 3143176 B2 JP3143176 B2 JP 3143176B2 JP 03311040 A JP03311040 A JP 03311040A JP 31104091 A JP31104091 A JP 31104091A JP 3143176 B2 JP3143176 B2 JP 3143176B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
packing
plate
cover plate
terminal plate
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP03311040A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05151944A (ja
Inventor
訓 生川
悟 福岡
桂一 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP03311040A priority Critical patent/JP3143176B2/ja
Publication of JPH05151944A publication Critical patent/JPH05151944A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3143176B2 publication Critical patent/JP3143176B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、過大な電流が流れると
急激に抵抗が増大して電流を少なく制御するPTC素子
を内蔵した電池封口体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電池の性能向上により、電池使用
中における安全確保への要請が高まっており、非常時の
危険を回避するために、二重、三重の保護装置を内蔵し
た電池封口体が開発されている。保護装置としてPTC
素子を内蔵した電池パックが実開昭62−153768
号公報に記載される。この公報に記載されるパックは、
外部短絡が起こった際、PTC素子の抵抗を高くして短
絡電流を減少させている。PTC素子は、電池に過大電
流が流れたとき、または電池が高温になった時に、自身
の抵抗を急激に増大させて、電流を抑制する特性があ
る。PTC素子によって、電池が高温になるのを防止で
き、また、内部圧力が上昇して安全弁が作動するのを防
止することもできる。
【0003】PTC素子1は過大電流を少なく制限する
ために、図1に示すように、電池の蓋板2と端子板3と
の間に配設される。すなわち、PTC素子1は、蓋板2
と端子板3の間に直列に接続される。過大電流が流れな
い状態において、PTC素子1の抵抗は数十ミリΩと極
めて小さい。このため、端子板3と蓋板2とは低抵抗の
PTC素子1を介して短絡される。過大電流が流れる
と、PTC素子1の抵抗は急激に増大する。蓋板2と端
子板3との間の抵抗が極めて大きくなって、回路電流が
制限される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】PTC素子1が正常に
動作するかぎり、過大電流は少なく制限される。過大電
流を制限するPTC素子1は、抵抗が大きくなって多量
のジュール熱を発生する。ジュール熱は、蓋板2と端子
板3とを加熱する。加熱された蓋板2と端子板3は、
子板蓋板絶縁パッキング5を軟化する。端子板蓋板絶縁
パッキング5が軟化すると、蓋板2と端子板3とはX部
で接触する。X部の接触は、PTC素子1に並列なバイ
パス回路を作り、PTC素子1による過大電流の保護が
実現できなくなる。
【0005】この状態は、電池の直列数が増す等、PT
C素子に定格以上の電圧が長時間印加されたとき発生す
る。このように、PTC素子は、素子に定格以上の電圧
が印加されると故障して本来の発熱温度以上に高温とな
り、その熱によって、端子板蓋板絶縁パッキング5を軟
化し、PTC素子1を経由しないバイパスが形成され
る。この状態になると、電池が強制放電されて破裂、燃
焼、安全弁作動等の危険な状態となる。
【0006】本発明は、この欠点を解決することを目的
に開発されたもので、本発明の重要な目的は、PTC素
子が異常に加熱されたときには、蓋板を電池外装缶に接
続し、PTC素子と電池の異常な温度上昇を制限して安
全に使用できる電池封口体を提供するにある。
【0007】
【問題点を解決する為の手段】本発明の電池封口体は、
前述の目的を達成するために、下記の構成を備えてい
る。 (a) 電池封口体は、電池の+極または−極となる端
子板3と、発電素子に接続される蓋板2と、過大電流を
制限するPTC素子1と、電池外装缶4と、電池外装缶
4と蓋板2とを絶縁する外装缶パッキング6と、蓋板2
と端子板3とを絶縁する端子板蓋板絶縁パッキング5と
を備えている。 (b) PTC素子1は、過大電流が流れると発電素子
と直列に接続されるように、端子板3と蓋板2との間に
挟着されている。 (c) 端子板3と蓋板2との間は、PTC素子1を介
して通電されるように、端子板蓋板絶縁パッキング5を
挟着している。 (d) 蓋板2と電池外装缶4との間は、発電素子の+
極と−極とが接触しないように、外装缶パッキング6を
挟着して、蓋板2を電池外装缶4から絶縁している。 (e) 電池外装缶4は、外装缶パッキング6を介して
蓋板2を挟着する構造にかしめ加工されている。 (f) 外装缶パッキング6は、端子板蓋板絶縁パッキ
ング5よりも先に軟化して、電池外装缶4を蓋板2に接
触させるように、外装缶パッキング6の軟化温度は、
子板蓋板絶縁パッキング5よりも低く設計されている。 (g) 外装缶パッキング6が、蓋板2を介してPTC
素子1のジュール熱で加熱されると、外装缶パッキング
6は、端子板蓋板絶縁パッキング5が軟化するよりも低
い温度で軟化され、蓋板2が端子板3に接触するよりも
先に、蓋板2を電池外装缶4に短絡するように構成され
ている。
【0008】
【作用】本発明の電池封口体は、下記の動作をして、発
電素子を保護する。 正常な状態において、電流は、
電池外装缶4→発電素子(図示せず)→蓋板2→PTC
素子1→端子板3の経路で流れる。この状態においてP
TC素子1の抵抗はほとんど無視できる値となる。
回路が異常な状態となって、電池に過大な電流が流れる
と、PTC素子1の抵抗が急増する。 PTC素子1
がジュール熱で発熱する。 PTC素子1が過負荷に
なると異常に温度が上昇し、蓋板2を加熱する。 蓋
板2は、端子板蓋板絶縁パッキング5を軟化させるより
も先に、外装缶パッキング6を軟化して、電池外装缶4
を蓋板2に接触させる。 電池外装缶4と蓋板2とが
接触すると、発電素子のバイパス路ができ、発電素子に
電流が流れなくなる。したがって、発熱素子に外部から
過大電流が流されなくなり、電池を危険な状態から回避
する。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化
するための電池封口体を例示するものであって、本発明
の電池封口体は、使用部品の種類や特性、あるいは材質
や構造を下記のものに特定するものでない。本発明の電
池封口体は、特許請求の範囲に於て、種々の変更を加え
ることができる。
【0010】更に、この明細書は、特許請求の範囲を理
解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号
を、「特許請求の範囲」、および「課題を解決する為の
手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許
請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定する
ものでは決してない。
【0011】本発明による実施例を以下に説明する。図
1に示す電池封口体は、電池の+極となる端子板3と、
内部の発電素子に接続される蓋板2と、過大電流を制限
するPTC素子1と、蓋板2の上面に接着される安全弁
シートを押圧する円筒状のスペーサー7と、電池外装缶
4と、電池外装缶4と蓋板2とを絶縁する外装缶パッキ
ング6と、蓋板2と端子板3とを絶縁する端子板蓋板絶
縁パッキング5を備えている。
【0012】端子板3と蓋板2と電池外装缶4とは金属
をプレス加工して製造される。端子板3は、金属板を帽
子状にプレス加工して製造される。端子板3の中心に
は、安全弁シート9を突き破る突起8を設けている。さ
らに、安全弁シート9を破損したときに電池内のガスを
排気するガス抜孔を設けている。
【0013】蓋板2は、外周縁で端子板3を挟着できる
ように、端子板3よりも大きな外形に裁断されており、
中心に弁孔10を開口している。
【0014】PTC素子1は、電流が増加すると抵抗が
増加する素子、例えば、導電性粉末をバインダーで結合
したポリスイッチ等が使用できる。この構造のPTC素
子には、通電電流が増加することによって、抵抗が急激
に増加する全ての素子が使用できる。PTC素子1は、
外径を端子板3の外径にほぼ等しい円盤状に成形されて
いる。
【0015】端子板蓋板絶縁パッキング5は蓋板2と端
子板3とを絶縁する。外装缶パッキング6は電池外装缶
4と蓋板2との間を絶縁する。端子板蓋板絶縁パッキン
5は、図1に示すように、折曲される蓋板2の内側に
あって、端子板3の外周と上面とに位置する。外装缶パ
ッキング6は、電池外装缶4の内側にあって、折曲した
蓋板2の外周面を覆う位置に挟着される。
【0016】端子板蓋板絶縁パッキング5と外装缶パッ
キング6とは、軟化温度が異なるプラスチックシートで
作られる。外装缶パッキング6は、端子板蓋板絶縁パッ
キング5よりも早く軟化するように、端子板蓋板絶縁パ
ッキング5よりも軟化温度の低いプラスチックが使用さ
れる。例えば、端子板蓋板絶縁パッキング5にポリプロ
ピレンシートを使用して、外装缶パッキング6にポリエ
チレンを使用することができる。
【0017】ポリエチレンは、4.6kg/cmの力
で押圧したときに変形する温度が40〜80℃である。
これに対して、ポリプロピレンは同じ圧力で押圧して変
形する温度が95〜110℃と高い。
【0018】図1で示す構造の電池封口体は、下記の工
程で製造される。 蓋板2の表面に、安全弁シート9
を積層する。安全弁シート9は、ポリエチレンとアルミ
ニウムのラミネートシートを円形に打ち抜いたものとす
る。安全弁シート9は、蓋板2に熱溶着できるように、
ポリエチレン面を蓋板2に接触させるように積層する。
安全弁シート9を、140℃のホットプレスで30
秒加熱して、蓋板2に熱溶着する。 安全弁シート9
の上にリング状の樹脂スペーサー7を載せ、蓋板2の外
周部分にリング状のPTC素子1を載せ、蓋板2の上に
帽子状の端子板3をかぶせて端子板3の外周に端子板蓋
板絶縁パッキング5を置く。 蓋板2の外周を上に折
り曲げてかしめる。この状態で、蓋板2と端子板3との
間にPTC素子1が挟着される。 端子板蓋板絶縁パ
ッキング5と端子板3とを挟着した蓋板2を、外装缶パ
ッキング6を介して電池封口体の開口部に組み込む。
電池封口体の上端縁を内側に折曲し、この部分をかし
め加工し、外装缶パッキング6を介して蓋板2を挟着す
る。
【0019】このようにして製造された電池封口体は、
これを装備する電池を、複数個直列に接続して使用する
ときに、過大電流が流れると、PTC素子が作動する。
さらに、作動中のPTC素子に素子定格以上の電圧が印
加されると故障して、通常作動時の発熱温度より高温に
なる。このとき、PTC素子のジュール熱で、蓋板2と
端子板3とが加熱されて、外装缶パッキング6よりも
子板蓋板絶縁パッキング5が先に軟化し、端子板3が蓋
板2に接触すると、PTC素子1を経由しないバイパス
が形成される。
【0020】この状態になると、電池の発電素子は、他
の直列電池による強制過放電状態となり、他の直列電池
よりこの電池の容量が小さい等不具合があるとき、PT
C素子1が故障した電池は破裂、燃焼、弁作動等の危険
にさらされるようになる。
【0021】これに対して、外装缶パッキング6の軟化
温度を端子板蓋板絶縁パッキング5よりも低くした電池
封口体は、PTC素子1が故障して異常に温度が上昇し
たときには、外装缶パッキング6が軟化して電池外装缶
4を蓋板2に接触させる。この状態になると、電池は正
極側端子である電池外装缶4が、負極側端子である蓋板
2に短絡することになり、電池内部の発電要素を介さず
に電流が流れるようになる。したがって、他の電池の正
常なPTC素子1が作動する等、故障PTC素子1を内
蔵した電池以外の危険回避システムを作動させることが
できる。
【0022】
【発明の効果】本発明の電池封口体が、電池の温度上昇
を効果的に防止できる状態を図2に示す。図2(a)は
従来品、(b)は本発明の電池封口体を使用した電池を
5本直列に接続した短絡試験結果を示している。
【0023】従来品と本発明の電池封口体を使用した電
池は、A点においてPTC素子が作動する。したがって
回路電流は一定に制限され、電池の温度上昇も制限され
て、PTC素子の温度上昇を一定に制限される。
【0024】従来品は、PTC素子が故障すると、B点
で示すように、回路電流が増加し、PTC素子と電池の
温度も上昇し始め、さらにC点で温度が異常に上昇し
て、電池燃焼に至る。
【0025】これに対して、本発明の電池封口体を使用
した電池は、PTC素子の発熱が低く制限されると共
に、電池の温度上昇を効果的に制限することができる。
このため、電池燃焼等には至らず、安全に使用できる。
このように、本発明の電池封口体は、PTC素子が故障
しても、電池の強制過放電を抑制することができ、電池
使用時における安全性が一段と増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す電池封口体の断面図
【図2】PTC素子および電池の温度変化と、回路電流
の変化を示すグラフ
【符号の説明】
1…PTC素子 2…蓋板 3…端子板 4…電池外装缶 5…端子板蓋板絶縁パッキング 6…外装缶パッキング 7…スペーサー 8…突起 9…安全弁シート 10…弁孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平4−46359(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 2/02 - 2/08 H01M 2/34

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の(a)から(g)の全ての構成を
    有する電池封口体。 (a) 電池封口体は、端子板(3)と、蓋板(2)と、PT
    C素子(1)と、電池外装缶(4)と、外装缶パッキング(6)
    と、端子板蓋板絶縁パッキング(5)とを備えている。 (b) PTC素子(1)は、端子板(3)と蓋板(2)との間
    に挟着されている。 (c) 端子板(3)と蓋板(2)との間は、端子板蓋板絶縁
    パッキング(5)が挟着されて、端子板(3)と蓋板(2)とが
    絶縁されている。 (d) 蓋板(2)と電池外装缶(4)との間に外装缶パッキ
    ング(6)が挟着されて電池外装缶(4)と蓋板(2)とが絶縁
    されている。 (e) 電池外装缶(4)は、外装缶パッキング(6)を介し
    て蓋板(2)を挟着する構造にかしめ加工されている。 (f) 外装缶パッキング(6)の軟化温度は、端子板蓋
    板絶縁パッキング(5)よりも低く設計されている。 (g) 外装缶パッキング(6)が、蓋板(2)を介してPT
    C素子のジュール熱で加熱されると、外装缶パッキング
    (6)は、端子板蓋板絶縁パッキング(5)が軟化するよりも
    低い温度で軟化され、電池外装缶(4)を蓋板(2)に短絡す
    るように構成されている。
JP03311040A 1991-11-26 1991-11-26 電池封口体 Expired - Fee Related JP3143176B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03311040A JP3143176B2 (ja) 1991-11-26 1991-11-26 電池封口体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03311040A JP3143176B2 (ja) 1991-11-26 1991-11-26 電池封口体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05151944A JPH05151944A (ja) 1993-06-18
JP3143176B2 true JP3143176B2 (ja) 2001-03-07

Family

ID=18012396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03311040A Expired - Fee Related JP3143176B2 (ja) 1991-11-26 1991-11-26 電池封口体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3143176B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2743452A1 (fr) * 1996-01-08 1997-07-11 Accumulateurs Fixes Dispositif de securite pour generateur electrochimique
JP4259890B2 (ja) 2003-03-07 2009-04-30 三洋電機株式会社 密閉形蓄電池
JP4854208B2 (ja) * 2005-03-09 2012-01-18 三洋電機株式会社 密閉型電池およびその製造方法
JP2008084845A (ja) * 2006-09-25 2008-04-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 円筒型一次電池
US20100216014A1 (en) 2009-02-24 2010-08-26 Eveready Battery Company, Inc. Closure Assembly for Electrochemical Cells
US8383255B2 (en) 2009-02-24 2013-02-26 Eveready Battery Company, Inc. Closure assembly for electrochemical cells

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05151944A (ja) 1993-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW390048B (en) Current interrupter for electrochemical cells
EP0907974B1 (en) Current interrupter for electrochemical cells
US5750277A (en) Current interrupter for electrochemical cells
EP0773595B1 (en) Safety device for use in secondary battery
JP4213846B2 (ja) 密封電池
US5879832A (en) Current interrupter for electrochemical cells
JP3649491B2 (ja) 防爆機能を有する電池
JP2003051304A (ja) 非水電解質二次電池
JP3143176B2 (ja) 電池封口体
JP3222952B2 (ja) 防爆型の密閉電池
JPH08236102A (ja) 電気化学素子
JPH08293301A (ja) 二次電池の安全装置
JP2004022477A (ja) 電池
JP3426840B2 (ja) 圧力遮断センサ
JPH10321105A (ja) 感温遮断スイッチ
JP3078058B2 (ja) リチウム電池
JPH05205727A (ja) 密閉電池の安全装置
JPH10188945A (ja) リチウム二次電池
JP2005174815A (ja) 感熱作動素子
CN109792032B (zh) 二次电池
JP2574427Y2 (ja) 電池の安全装置
JP2003168419A (ja) 非水電解質二次電池
JPH10125304A (ja) 密閉型電池
JP3380693B2 (ja) 電池用防爆封口板の製造方法
WO2018090179A1 (zh) 二次电池

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees