JP3225773B2 - アルカリ蓄電池とその製造方法 - Google Patents

アルカリ蓄電池とその製造方法

Info

Publication number
JP3225773B2
JP3225773B2 JP02040695A JP2040695A JP3225773B2 JP 3225773 B2 JP3225773 B2 JP 3225773B2 JP 02040695 A JP02040695 A JP 02040695A JP 2040695 A JP2040695 A JP 2040695A JP 3225773 B2 JP3225773 B2 JP 3225773B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
safety valve
valve device
hole
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 - Lifetime
Application number
JP02040695A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08212994A (ja
Inventor
稔 松下
久男 中丸
寿英 江口
憲男 鈴木
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.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial 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 Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP02040695A priority Critical patent/JP3225773B2/ja
Publication of JPH08212994A publication Critical patent/JPH08212994A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3225773B2 publication Critical patent/JP3225773B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/317Re-sealable arrangements
    • H01M50/325Re-sealable arrangements comprising deformable valve members, e.g. elastic or flexible valve members
    • 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
    • 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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、密閉型のアルカリ蓄電
池とその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年エレクトロニクスの進歩につれて各
種電子機器の主電源およびバックアップ用電源として高
信頼性と長寿命の観点から、ニッケル・カドミウム系、
ニッケル・水素(金属水素化物)系などの密閉型アルカ
リ蓄電池が数多く使用されている。
【0003】ところで、これら再充電可能なアルカリ蓄
電池では、いわゆるノイマン方式により発生したガスを
電池内部で消失して密閉化を可能にしている。
【0004】しかし充電器の故障などの異常時に過大電
流が流れ、急激に電池内圧が上昇した場合に電池の変形
や破裂が生じる事がある。
【0005】したがって、通常二次電池には電池の内圧
が一定以上に高まると、ガスを電池外に放出する安全弁
装置を備えている。
【0006】以下に従来の密閉型アルカリ蓄電池の安全
弁装置の構造について図を用いて説明する。図2は従来
のアルカリ蓄電池の主要部の縦断面図である。この図に
おいて、1は金属ケース、2はこのケース1の上部に絶
縁性と気密性の役割を果たすガスケット3を介してかし
め加工により装着固定される金属製の封口板である。上
記ケース1内には正極板と負極板をセパレータを介して
渦巻状に捲回して構成される極板群および、アルカリ電
解液からなる発電要素4が収納されている。
【0007】上記封口板2には安全弁装置を構成するた
めに用られるキャップ状正極端子5が設けられている。
このキャップ状正極端子5はほぼ円柱状の弁室6を有
し、その鍔部の一部には複数個の排気孔が形成されてお
り、弁室6内には弾性弁体7を内蔵している。以上のよ
うに構成された安全弁装置の動作について、以下に説明
する。
【0008】まず電池容器内の圧力が一定値以上に高ま
ると弾性弁体7が押し上げられて、排気孔が開きガスを
電池外に放出する。そのガス圧力が弁体7の閉塞圧力以
下となるともとの状態に復帰する。
【0009】また、電池を完全密閉状態で充電する際に
はガス吸収のために必要な充電可能量(充電リザーブ
量)および放電可能量(放電リザーブ量)、すなわち正
極板が完全放電時、負極板に残存する容量の形成方法に
ついては、負極板製造時に予備充電を行うなどして電気
化学的に形成するものが知られている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、過大な
充電電流の流入や、転極を伴うような過放電などによ
り、電池内圧が急激に上昇した場合、特にDサイズより
大口径の電池では封口板にかかる圧力が大きくなり、上
記従来の安全弁装置が1つの構成では封口板の変形や破
裂を生じやすいという課題があった。また、同様な理由
により、大口径電池では、負極板に適正な充電リザーブ
量および放電リザーブ量を確実に形成することにより、
過充電時の電池内圧上昇を抑止する必要がある。
【0011】しかしながら、従来のように負極板をフー
プ状態で連続化成を行って予備充電をする場合には、フ
ープの流れる方向、幅方向のバラツキにより、電池の極
板寸法に裁断した場合は必ずしも、個々の単極板に適正
な充電リザーブ量および放電リザーブ量を保証するもの
ではない。また連続化成後の乾燥工程において表面が酸
化されたり、負極板保存時に酸素を吸収したりして適正
な充電リザーブ量および放電リザーブ量を確実に形成す
る事が難しい。
【0012】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、封口板に大きな圧力がかかる場合に素早くガスを電
池外に放出し、破裂に至ることのない構造の安全弁装置
を有する密閉型アルカリ蓄電池を提供することを目的と
する。さらに負極板の活物質に適正な充電リザーブ量お
よび放電リザーブ量を確実に形成することにより負極板
の酸素ガス吸収性を高め、過充電時の電池内圧上昇を抑
止するアルカリ蓄電池の製造法を提供することを目的と
する。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による密閉型アルカリ蓄電池は、中央部にガ
ス排気孔を有した皿状金属板と、この金属板に固定さ
れ、前記ガス排気孔を閉塞する弾性弁体を内在したキャ
ップ状正極端子より構成される安全弁装置を第1安全弁
装置とするものである。そして、発電要素を収納した電
池容器とこの電池容器を絶縁ガスケットを介して封口す
るとともに、中央部に凹部とこの凹部の中心に孔を同心
円的に有した金属板と、前記凹部に内接するリング状弾
性弁体を配置し、これを前記第1安全弁装置の皿状封口
板の底面と凹部とにより狭圧して第2安全弁装置を構成
し、前記電池容器を密閉するものである。また負極板に
適正な充電リザーブ量および放電リザーブ量を形成する
ために、発電要素を電池容器に収納した後に中央に孔を
有した封口板をガスケットを介して容器封口部に配置
し、前記中央の孔が開放状態で充放電を行い充電リザー
ブ量および放電リザーブ量を形成した後に前記封口板の
凹部に内接するリング状弾性弁体を配置し、これを第1
安全弁装置の金属板の底面と凹部とで狭圧して第2安全
弁装置を構成したものである。
【0014】
【作用】上記の構成によれば、正常な充電においては過
充電領域でもし内圧が上昇しても、第1、第2の安全弁
装置のうち作動圧設定の低いほうが作動するだけで、密
閉型電池としての機能が保たれることは従来と同じであ
る。しかし過大な電流による充電や、外部短絡などによ
る大電流放電により、電池内圧が急激に上昇する場合に
は、1つの安全弁装置が作動しただけではガスの排気速
度が内圧上昇に追いつかない場合がある。この場合にも
もう1つの安全弁装置が所定の作動圧に達した時点で作
動して、ガス排気速度が増し、密閉型電池の安全を保持
できる。
【0015】また、電池を密閉化したとき、正極板、負
極板の容量バラツキ、負極板の予備充電バラツキによ
り、密閉時に必要な充電リザーブ量および放電リザーブ
量が必ずしも確保できないことがある。しかし電池を組
み立て、電解液注入後開放状態で充放電の化成を行え
ば、負極板によるガス吸収反応が生じないので、所望の
放電リザーブ量を形成でき、負極板の全容量が正極板よ
りも十分大きければ、充電リザーブ量とのバランスを取
ることが可能である。
【0016】
【実施例】
(実施例1)以下本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
【0017】図1は本発明の一実施例である密閉型アル
カリ蓄電池の主要部の縦断面図である。図1において、
8は中央部に浅い円形凹部とその中心にガス排気孔9を
有した皿状金属板であり、この金属板に前記ガス排気孔
9を閉塞する弾性弁体10を弁室に内在したキャップ状
正極端子11を固定して第1安全弁装置を構成してい
る。このキャップ状正極端子11はほぼ円柱状の弁室1
4を有し、その鍔部の一部には複数個の排気孔が形成さ
れており、弁室14内に碁石状のゴムからなる弾性弁体
10を内蔵している。金属ケース12は直径60.8m
m、高さ78.0mmに形成され正極板と負極板をセパ
レータを介して渦巻状に捲回して構成される極板群とア
ルカリ電解液からなる発電要素13を内部に収納してい
る。ケース12の開口部には上部絶縁リング挿入後に溝
を付け、中央部に浅い円形の凹部とさらにその中心に孔
15を同心円的に有した封口板16に絶縁ガスケット1
7を取付けてケース12の開口部を内側にかしめて封口
し、公称容量20Ahの本発明の実施例による電池Aを
作製した。
【0018】ついで、前記封口板16中央の孔を開放状
態とし、20Aで1時間さらに4Aで3時間充電をし、
4Aで5時間放電をして、充電リザーブ量および放電リ
ザーブ量を形成した後に前記封口板16の凹部にこれに
接するリング状弾性弁体18を配置し、第1安全弁装置
の皿状封口板8の底面の周縁部と狭圧して第2安全弁装
置を構成し、封口板8を封口板16にプロジェクション
溶接して封口板の中央の孔15を密閉した。
【0019】また比較例として、金属ケース12に発電
要素13を収納後上記電池Aと同条件で充電リザーブ量
および放電リザーブ量を形成した後に、図2のごとき従
来の第2安全弁装置の付いていない封口板を絶縁ガスケ
ットを介して設置し、ケース1の開口部をかしめ加工す
ることにより電池容器を密閉して比較例の電池Bを作製
した。
【0020】本発明の効果を確認するために、これらの
電池A,Bを20セルずつ100Aで充電したときの破
裂試験の結果を(表1)に示す。
【0021】
【表1】
【0022】また、上記の電池A,Bを用いて電池内圧
力とガス排気流量の関係を測定した。その結果を図3に
示す。
【0023】(表1)から明らかなように、本発明の電
池Aのほうが比較例の電池Bよりも安全性に優れている
ことが確認された。
【0024】また、図3より本発明の電池Aのほうが比
較例の電池Bより電池内圧力が急激に上昇した場合に、
第2安全弁装置の作動によりガス排気流量が多くなり、
安全性に優れていることがわかる。
【0025】尚、本発明では第1安全弁装置と第2安全
弁装置の接合にプロジェクション溶接を用いたが、他の
抵抗溶接、レーザー溶接、ろう付け、導電性接着剤によ
る接着、ねじ接合、かしめ固定でも同様の効果が得られ
る。
【0026】(実施例2)次に、充電リザーブ量および
放電リザーブ量を従来通り負極板の化成時に形成した負
極板と正極板をセパレータを介して渦巻状に捲回して構
成される極板群とアルカリ電解液からなる発電要素13
を金属ケース12に収納した後に、中央に孔14を有し
た封口板16をガスケット17を介してケースに設置し
封口部を形成した。そして前記封口板の凹部に接するリ
ング状弾性弁体18を配置し、電池Aの第1安全弁装置
の皿状封口板の底面の周縁部と狭圧して第2安全弁装置
を構成し、プロジェクション溶接にて電池容器を密閉し
て比較例電池Cを作製した。
【0027】本発明の効果を確認するために本発明の電
池Aと比較例電池Cとについて、100セルずつ充放電
を行い、充電電圧曲線と電池内圧を測定した。
【0028】実施例の電池Aには第1安全弁装置の作動
圧を越えるものはなかったが、比較例電池Cには100
セル中10セル第1安全弁装置の作動圧を越えて電池内
圧が上昇するものがあった。この結果を図4に示す。図
4より、比較例電池Cのうち、内圧が上昇するものは、
充電リザーブ量、放電リザーブ量のバランスが崩れ、正
極が完全充電される前から内圧の上昇が始まることがわ
かる。しかし電池Aは電池を組み立て、電解液注入後開
放状態で充放電の化成を行うので、所望の放電リザーブ
量を形成でき、負極板の全容量が正極板より十分大きけ
れば、充電リザーブ量とのバランスを取ることが出来る
ので電池内圧が高くならない。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明は第1安全弁装置
と第2安全弁装置とを設けることにより異常な大電流に
よる過充電などで電池内圧が急激に上昇した場合にも、
ガス排気量が増して、封口板の変形や破裂を抑止でき
る。また電池を開放状態にして充電リザーブ量および放
電リザーブ量を形成することにより、従来のような負極
板の連続化成時の表面酸化やバラツキがなくなり、確実
に充電および放電リザーブ量を形成することが出来、負
極板のガス吸収性を高めて、過充電時の電池内圧上昇を
抑止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における密閉型アルカリ蓄電
池の封口部の部分縦断面図
【図2】従来の密閉型アルカリ蓄電池の封口部の縦断面
【図3】電池内圧力とガス排気流量との関係を示す図
【図4】電池A、Cの充電電圧曲線と電池内圧曲線を示
す図
【符号の説明】
1 金属ケース 2 封口板 3 絶縁ガスケット 4 発電要素 5 キャップ状正極端子 6 弁室 7 弾性弁体 8 皿状金属板 9 排気孔 10 弾性弁体 11 キャップ状正極端子 12 金属ケース 13 発電要素 14 孔 15 弁室 16 封口板 17 絶縁ガスケット 18 リング状弾性弁体
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 憲男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−65447(JP,A) 実開 昭61−112571(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 2/12 102 H01M 10/28

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中央部にガス排気孔を有した皿状金属板
    と、この金属板に固定され、前記ガス排気孔を閉塞する
    弾性弁体を内在したキャップ状正極端子より構成される
    第1安全弁装置と、発電要素を収納した電池容器と、こ
    の電池容器を絶縁ガスケットを介して封口し、中心部に
    前記ガス排気孔を臨ませる孔と、この孔と同心円状に凹
    部を設けた封口板と、この凹部に内接するリング状弾性
    弁体を凹部と前記第1安全弁装置の皿状金属板の底面に
    より狭圧して構成した第2安全弁装置とで前記電池容器
    を1つの前記発電要素ごとに密閉してなることを特徴と
    するアルカリ蓄電池。
  2. 【請求項2】第1安全弁装置と第2安全弁装置とが抵抗
    溶接、レーザー溶接、ろう付け、導電性接着剤、ねじ接
    合、かしめのうちのいずれかにより電気的、機械的に接
    合されている請求項1記載のアルカリ蓄電池。
  3. 【請求項3】正極板と負極板をセパレータを介して渦巻
    状に捲回して構成される極板群とアルカリ電解液からな
    る発電要素を電池容器に収納し、中央に孔と孔をとり囲
    む凹部を有した封口板でガスケットを介して電池容器の
    開口部を封口し、前記中央の孔を開放状態にして充放電
    を行い、負極板活物質に充電可能量および放電可能量を
    形成した後に前記封口板の凹部に内接するリング状弾性
    弁体を配置し、これを第1安全弁装置の皿状金属板の底
    面との間で狭圧して第2安全弁装置を構成し、前記電池
    容器を密閉するアルカリ蓄電池の製造方法。
JP02040695A 1995-02-08 1995-02-08 アルカリ蓄電池とその製造方法 Expired - Lifetime JP3225773B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02040695A JP3225773B2 (ja) 1995-02-08 1995-02-08 アルカリ蓄電池とその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02040695A JP3225773B2 (ja) 1995-02-08 1995-02-08 アルカリ蓄電池とその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08212994A JPH08212994A (ja) 1996-08-20
JP3225773B2 true JP3225773B2 (ja) 2001-11-05

Family

ID=12026155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02040695A Expired - Lifetime JP3225773B2 (ja) 1995-02-08 1995-02-08 アルカリ蓄電池とその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3225773B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0793283B1 (en) * 1996-02-28 2002-07-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Sealed battery
CN100350667C (zh) * 2001-06-29 2007-11-21 双向电池公司 储氢电池、镍正极、正极活性材料及其制备方法
JPWO2012147782A1 (ja) * 2011-04-28 2014-07-28 三洋電機株式会社 密閉型電池及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08212994A (ja) 1996-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4464483B2 (ja) 二次電池のキャップアセンブリおよび二次電池の電流遮断機
JP2011054561A (ja) 二次電池
JP2701375B2 (ja) 防爆型密閉電池
KR20090044705A (ko) 캡 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지
US5171647A (en) Hydrogen containment cover assembly for sealing the cell can of a rechargeable electrochemical hydrogen storage cell
US4822377A (en) Method for sealing an electrochemical cell employing an improved reinforced cover assembly
KR20040022716A (ko) 원통형 리튬이차전지와 이의 제조방법
KR20080050642A (ko) 용량이 증가된 원통형 전지
KR101264425B1 (ko) 캡조립체 및 이를 이용한 이차 전지
JPH07254401A (ja) 密閉形電池
KR100599748B1 (ko) 이차 전지와 이차 전지의 캡 조립체 및 이에 사용되는안전밸브 설치 방법
KR101121205B1 (ko) 이차전지
JPH07105932A (ja) 感圧電流遮断素子及び密閉型電池
JP3225773B2 (ja) アルカリ蓄電池とその製造方法
JP2005011813A (ja) 安全弁を有する二次電池及びその製造方法
JP3527548B2 (ja) 二次電池用安全装置および安全装置付き非水電解質二次電池
JPH06231743A (ja) 非水電解液電池
JPH10172528A (ja) 非水電解液電池
JPH06187957A (ja) 非水電解液電池
KR102335696B1 (ko) 전류차단부재 및 캡 조립체
JPH11111244A (ja) 密閉型蓄電池
KR20040110535A (ko) 파열기구를 구비한 이차전지 조립체
KR20080013211A (ko) 캡조립체와 이를 이용하는 이차 전지 및 캡조립체 조립방법
JPH05159762A (ja) 防爆型二次電池
KR20060037832A (ko) 이차 전지

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070831

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080831

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080831

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090831

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090831

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100831

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110831

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110831

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120831

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130831

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term