JP3956456B2 - 密閉型円筒形電池用防爆封口板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は密閉型電池、特にリチウム二次電池などの高エネルギ−密度を有する電池に用いられる密閉型円筒形電池用防爆封口板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＡＶ機器あるいはパソコンなどの電源機器のポ−タブル化、コ−ドレス化（携帯型）が急速に進んでおり、これらの駆動用電源としては、高容量化した各種のアルカリ蓄電池やリチウム二次電池に代表される非水電解液二次電池が適しており、更に、これら非水電解液二次電池は、高エネルギ−密度で付加特性の優れた密閉型電池とすることが促進されている。
【０００３】
ところで、エネルギ−密度の高い密閉型電池は、充電器を含む機器の故障や過充電あるいは誤使用などが生じた場合に、化学反応などによって電池内部に異常にガスが発生し、内部圧力が過大となる。そのような場合には電池が破裂したり、使用機器に損傷を与える恐れがあるため、この種の電池には、電池内部圧力が設定値を越えた時に弁体を開いてガスを放出する防爆安全装置が従来から付加されている。そして、電池の内部圧力を検知することにより、ガスの排出に先立って通電電流を完全に遮断する確実な防爆安全機構が設けられている。
【０００４】
有底皿形状の金属ケ−スを内側にかしめて密閉した電池用防爆封口板において、異常時に電池内部に発生したガスによる内部圧力の上昇によって、防爆安全装置や防爆安全機構が的確に作動するように、特開平８−１６２０８４号公報記載のように絶縁ガスケットの上部金属箔が載置される内底面に、外周に沿って長円形の小突起部を設け、さらに気密性を確保するため有底皿形状の金属ケ−スとキャップとの間に配する絶縁ガスケットの圧縮率を３０〜８０％となるようにかしめている。このような気密性にすぐれた電池用防爆封口板を用いることにより、電池内圧を的確に検知して所定の内圧値で防爆安全装置や防爆安全機構が作動し、それ以上のガスの発生を防止していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電池用防爆封口板の気密性が不十分であると、電池内部に発生したガスがかしめ部分から漏れ出す恐れがあり、防爆安全装置や防爆安全機構に電池内部で発生した実際のガス圧力より小さい圧力しか加わらないようになる。その結果、特に電池（特にリチウムイオン二次電池）の過充電において、電流遮断のタイミングが遅れるため、電池温度が異常に上昇して、たとえ電流遮断状態になったとしても、電池温度は熱暴走領域に達する恐れがある。また、防爆安全装置や防爆安全機構の作動の遅れによる電池内圧の更なる上昇によって、電解液が電池外部に漏出する恐れがある。
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題を解決し、密閉性に優れた密閉型円筒形電池用防爆封口板を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、絶縁ガスケットにおいて、上部金属箔が載置される内底面にその外周に沿って設けられる小突起部の高さを、絶縁ガスケット底部厚みに対して１０〜４０％とした絶縁ガスケットを用い、この小突起部が平坦に潰れるまでかしめることで解決するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例について示す。
【０００９】
図２に本発明に関する密閉型円筒形電池用防爆封口板の断面図を示す。図２において、密閉型円筒形電池用防爆封口板は上部金属箔１、上部金属箔１に対接された下部金属箔２、両金属箔１、２の各々の周縁部の間に介在されたリング状の絶縁ガスケット３、上部金属箔１の上面に載置された金属板スペ−サ４、スペ−サ４の上面に載置された金属キャップ５、各部材を挿入させて保持する底部中央に通気孔を有する金属性ケ−ス６にて構成されている。また、上部金属箔１には凹状の膨らみ部、下部金属箔２には凸状の膨らみ部が設けられ、両膨らみ部は接触するようになっており、この接触面は溶接されている。
【００１０】
そして、絶縁ガスケット３の底部厚み３ｂを０．３ｍｍとし、上部金属箔が載置される内底面に外周に沿って設けられる長円形の小突起部の高さ３ａを、０ｍｍ（０％）、０．０３ｍｍ（１０％）、０．０６ｍｍ（２０％）、０．０９ｍｍ（３０％）、０．１２ｍｍ（４０％）、０．１５ｍｍ（５０％）とした絶縁ガスケット３を用いて封口板を組み立て、それぞれを封口板Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆとした。ここで、（ ）内は絶縁ガスケット３の底部厚み０．３０ｍｍに対する小突起部の高さの割合を示した。ついで、各封口板を２０個ずつ用い、耐圧力値を調べ、この結果を（表１）に示した。
【００１１】
【表１】

【００１２】
封口板の耐圧力の目標値は１５ｋｇｆ/ｃｍ²以上とした。
また、かしめは金属ケ−ス６とキャップ５との間における絶縁ガスケット３の圧縮率を３０〜８０％となるようにかしめた。
【００１３】
耐圧力試験は、封口板からエア漏れが発生するまで、かしめ後の封口板の底部中央の通気孔より一定速度で加圧力を上昇させ、封口板からエア漏れが発生した圧力をその封口板の耐圧力とした。
【００１４】
（表１）より、絶縁ガスケットにおいて上部金属箔が載置される内底面にその外周に沿って設けられる小突起部の高さを底厚の１０％〜４０％とし、この小突起部が平坦に潰れるまでかしめた封口板Ｂ〜封口板Ｅの耐圧力は全て１６ｋｇｆ / ｃｍ ² 以上であり、目標値の１５ｋｇｆ / ｃｍ ² を満足する耐圧力が得られることがわかる。
また、絶縁ガスケットに小突起部を設けなかった封口板Ａの耐圧力は、０〜１．９ｋｇｆ / ｃｍ ² が７個、２．０〜３．９ｋｇｆ / ｃｍ ² が１１個、４．０〜５．９ｋｇｆ / ｃｍ ² が２個であり、小突起部の高さを底厚の５０％とした封口板Ｆの耐圧力は、０〜１．９ｋｇｆ / ｃｍ ² が３個、２．０〜３．９ｋｇｆ / ｃｍ ² が１個、４．０〜５．９ｋｇｆ / ｃｍ ² が３個、８．０〜９．９ｋｇｆ / ｃｍ ² が４個、１０．０〜１１．９ｋｇｆ / ｃｍ ² が５個、１２．０〜１３．９ｋｇｆ / ｃｍ ² が２個、１４．０〜１５．９ｋｇｆ / ｃｍ ² が１個、１６．０〜１７．９ｋｇｆ / ｃｍ ² が１個であった。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の密閉型円筒形電池用防爆封口板は、絶縁ガスケットにおいて上部金属箔が載置される内底面に設けられた小突起部の高さを規制し、この小突起部が平坦に潰されるまでかしめることにより、気密性に優れ、防爆安全装置や防爆安全機構を的確に作動させることができる封口板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の密閉型円筒形電池用防爆封口板の一部断面図
【図２】 同封口板の絶縁ガスケットの組み立て前の一部断面図
【符号の説明】
１上部金属箔
２下部金属箔
３絶縁ガスケット
３ａ絶縁ガスケットの小突起部の高さ
３ｂ絶縁ガスケットの底部の厚み
４金属スペ−サ
５金属キャップ
６金属ケ−ス

Claims (1)

1. ガス通気孔を有する有底皿形状の金属ケ−スの内部に上下に配して設けられている上部及び下部金属箔を備え、下部金属箔の中央部には凹状、上部金属箔の中央部には凸状の膨らみ部が設けられており、前記両金属箔は絶縁ガスケットを介して積重固定されているとともに、両金属箔の各膨らみ部の接触面が溶接されて電気的に導通されており、前記上部金属箔の上面部に金属板、さらに金属板の上面部に端子を兼ねた金属キャップとにより構成され、有底皿形状の金属ケ−スを内側にかしめて密閉した防爆封口板において、絶縁ガスケットには上部金属箔が載置される内底面に、その外周に沿って小突起部が設けられており、小突起部の高さを絶縁ガスケットの底部厚みに対して１０〜４０％とし、この小突起部が平坦に潰れるまで前記金属ケ−スを内側にかしめて前記防爆封口板の耐圧力を１５．０ｋｇｆ／ｃｍ ^２ 以上としたことを特徴とする密閉型円筒形電池用防爆封口板。

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