JP4312296B2 - 二次電池のキャップアセンブリ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は二次電池のキャップアセンブリに関する。さらに詳しくは、電池の密閉性を向上させて、液体電解質の漏出を防止することができる二次電池のキャップアセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
二次電池は再充電、小型および大容量化ができるものであり、その代表的なものでニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池、リチウム電池およびリチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池が用いられる。
【０００３】
このような二次電池として広く知られたリチウムイオン電池は、正極の活物質としてリチウム−遷移金属酸化物が用いられ、負極の活物質として炭素若しくは炭素複合体が使用され、そのあいだに有機溶媒にリチウム塩を溶かした液体電解質が注入されており、前記正極と負極とのあいだにリチウムイオンが移動して起電力が発生し、充電または放電を行なう。
【０００４】
図４は従来のリチウムイオン電池の構造を示している。このリチウムイオン電池では、正極、セパレータおよび負極とともに巻き取られた電極ロール２が、液体電解質とともに前記負極と接続されたカン４の内部に収納され、そのカン４の上部に前記正極と接続されたキャップアセンブリ６が設けられている。
【０００５】
キャップアセンブリ６は、ガスケット８を介してカン４と絶縁されており、キャップカバー１０、電流制限機１２および安全弁を備えるプレート１４を順次積層した状態で、カン４の上部をクリンピング（crimping）することによりアセンブリされ、およびカン４を密封している。前記安全弁を備えるプレート１４の下部には絶縁体１６を介して電流遮断機１８を付着し、その絶縁体１６をサパートプレート１７により支持している。電流遮断機１８は正極との接続のために正極リッド２０と溶接されている。
【０００６】
このように構成されたリチウムイオン電池は、内部の密閉性を確保し、液体電解質の漏出を防止するために、ガスケット８が所定の圧力に加圧および圧縮されているが、従来のリチウムイオン電池は、圧縮性および組立不良により密閉性が下がって電解質の漏出を発生する問題がある。
【０００７】
とくに円筒形リチウムイオン電池において、その密閉性はキャップアセンブリ６とガスケット８との接触面積により決まるが、従来の電池ではその接触面積が小さくて密閉性が低下する問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記問題を解決するために、本発明は、ガスケットとの接触面積を増大して、電池の密閉性を向上させ、液体電解質の漏出を防止することができる二次電池のキャップアセンブリを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を実現するために、本発明のキャップアセンブリは、正極、負極およびセパレータとともに電解質が収納されたカンと、その上側開口にガスケットを介して結合されたキャップアセンブリからなる二次電池であって、前記キャップアセンブリは、キャップカバーと、該キャップカバーの下部に積層される電流制限機と、該電流制限機の下部に積層される安全弁を備えるプレートと、該プレートの下部に絶縁体を介して結合される電流遮断機と、前記プレートの下部の前記電流遮断機の外周部において前記絶縁体を支持するサポートプレートと、を含み、前記安全弁を備えるプレートおよび前記電流制限機のうち、少なくとも一つが前記サポートプレートを囲むように折曲されてなることを特徴とする。
【００１０】
本発明のキャップアセンブリは、カンの上側開口にガスケットを介して設置されて前記開口のクリンピングにより結合された場合に、前記ガスケットと接触されるキャップアセンブリの側面部の面積が大きくなることに基づいて密閉性が向上されて液体電解質の漏出が防止される効果を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実現する実施の形態を添付された図面に基づいてより詳細に説明する。
【００１２】
なお、本発明を説明するにあたり、従来技術の説明で用いた図におけるものと同一な構成に対しては説明の明瞭性のために同一の符号を使用する。
【００１３】
図１〜２は本発明の一実施の形態の二次電池のキャップアセンブリの構成を示す断面図である。図１〜２に示されるように、本発明にかかわる二次電池は、正極、負極およびセパレータがともに巻き取られて収納されるカン４と、そのカン４の開口にガスケット８を介して絶縁された状態に結合されるキャップアセンブリ６０とからなっている。
【００１４】
ここで、本発明のキャップアセンブリ６０は、キャップカバー１０、電流制限機１２および安全弁を備えるプレート６２が順次積層され、その下部に絶縁体１６を介して電流遮断機１８が溶接結合されており、また前記絶縁体１６はサポートプレート６４の内周りに圧入されることにより堅固に支持される構造にされている。
【００１５】
このように設けられたキャップアセンブリ６０は、本発明の目的を実現するために、構成要素のうちの一つである安全弁を備えるプレート６２を拡大して形成している。すなわち、安全弁を備えるプレート６２は電流遮断機１８を支持するサポートプレート６４を囲むように内側に折曲されている。これにしたがって、本発明のキャップアセンブリ６０は、図１に示したとおり、ガスケット８との接触面積が内側に折曲された厚さＨの部分だけ拡大されるものであり、前記接触面積の増加に比例して電池の密閉性を向上させることができる。
【００１６】
一方、本発明は前述した安全弁を備えるプレート６２を拡大および折曲した構造に限定されるものではなく、電流制限機１２およびキャップカバー１０のうち、いずれか一方がサポートプレート６４または他の要素を含みながら折曲して構成することもできる。
【００１７】
たとえば本発明の他の実施の形態として、電流制限機がサポートプレートまたは他の一つ以上の要素を囲むように折曲される構造とすることができる。このとき、電流制限機はサポートプレートを囲み、窮極的にはガスケットとキャップアセンブリの接触面積を増大するのである。
【００１８】
または、図３に本発明のさらに他の実施の形態として、キャップカバー１０を拡大してそれを下部に折曲して電流制限機１２、安全弁を備えたプレート１４およびサポートプレート６４をともに囲むようにした構造を示している。ただ、この場合はキャップカバー１０と安全弁を備えたプレート１４は直接接触されてはならないので絶縁体を介する必要がある。
【００１９】
このように構成された本発明のキャップアセンブリ６０は、電流遮断機１８と正極リッド２０が溶接された状態で、正極、負極およびセパレータとともに収納されたカン４の上側開口に積層されるものであり、カン４の内部に液体の電解質を注入して真空を維持した状態で開口をクリンピングすることにより組み立てられる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明による二次電池のキャップアセンブリは、従来の問題点を実質的に解消している。すなわち、本発明は電池の密閉性を決めるキャップアセンブリとガスケットの実際の接触部の面積を増大するので、その接触面積に比例する密閉性を向上させるものであり、結果的に電解質の漏出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二次電池のキャップアセンブリの構成を示す断面図である。
【図２】図１における要部を拡大した拡大断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施の形態にかかわる二次電池のキャップアセンブリの要部を拡大した拡大断面図である。
【図４】従来の二次電池のキャップアセンブリの構成を示した断面図である。
【符号の説明】
４ カン
８ ガスケット
１０ キャップカバー
１２ 電流制限機
１４、６２ 安全弁を備えるプレート
１６ 絶縁体
１８ 電流遮断機
６０ キャップアセンブリ
６４ サポートプレート
【発明の属する技術分野】
本発明は二次電池のキャップアセンブリに関する。さらに詳しくは、電池の密閉性を向上させて、液体電解質の漏出を防止することができる二次電池のキャップアセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
二次電池は再充電、小型および大容量化ができるものであり、その代表的なものでニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池、リチウム電池およびリチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池が用いられる。
【０００３】
このような二次電池として広く知られたリチウムイオン電池は、正極の活物質としてリチウム−遷移金属酸化物が用いられ、負極の活物質として炭素若しくは炭素複合体が使用され、そのあいだに有機溶媒にリチウム塩を溶かした液体電解質が注入されており、前記正極と負極とのあいだにリチウムイオンが移動して起電力が発生し、充電または放電を行なう。
【０００４】
図４は従来のリチウムイオン電池の構造を示している。このリチウムイオン電池では、正極、セパレータおよび負極とともに巻き取られた電極ロール２が、液体電解質とともに前記負極と接続されたカン４の内部に収納され、そのカン４の上部に前記正極と接続されたキャップアセンブリ６が設けられている。
【０００５】
キャップアセンブリ６は、ガスケット８を介してカン４と絶縁されており、キャップカバー１０、電流制限機１２および安全弁を備えるプレート１４を順次積層した状態で、カン４の上部をクリンピング（crimping）することによりアセンブリされ、およびカン４を密封している。前記安全弁を備えるプレート１４の下部には絶縁体１６を介して電流遮断機１８を付着し、その絶縁体１６をサパートプレート１７により支持している。電流遮断機１８は正極との接続のために正極リッド２０と溶接されている。
【０００６】
このように構成されたリチウムイオン電池は、内部の密閉性を確保し、液体電解質の漏出を防止するために、ガスケット８が所定の圧力に加圧および圧縮されているが、従来のリチウムイオン電池は、圧縮性および組立不良により密閉性が下がって電解質の漏出を発生する問題がある。
【０００７】
とくに円筒形リチウムイオン電池において、その密閉性はキャップアセンブリ６とガスケット８との接触面積により決まるが、従来の電池ではその接触面積が小さくて密閉性が低下する問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記問題を解決するために、本発明は、ガスケットとの接触面積を増大して、電池の密閉性を向上させ、液体電解質の漏出を防止することができる二次電池のキャップアセンブリを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を実現するために、本発明のキャップアセンブリは、正極、負極およびセパレータとともに電解質が収納されたカンと、その上側開口にガスケットを介して結合されたキャップアセンブリからなる二次電池であって、前記キャップアセンブリは、キャップカバーと、該キャップカバーの下部に積層される電流制限機と、該電流制限機の下部に積層される安全弁を備えるプレートと、該プレートの下部に絶縁体を介して結合される電流遮断機と、前記プレートの下部の前記電流遮断機の外周部において前記絶縁体を支持するサポートプレートと、を含み、前記安全弁を備えるプレートおよび前記電流制限機のうち、少なくとも一つが前記サポートプレートを囲むように折曲されてなることを特徴とする。
【００１０】
本発明のキャップアセンブリは、カンの上側開口にガスケットを介して設置されて前記開口のクリンピングにより結合された場合に、前記ガスケットと接触されるキャップアセンブリの側面部の面積が大きくなることに基づいて密閉性が向上されて液体電解質の漏出が防止される効果を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実現する実施の形態を添付された図面に基づいてより詳細に説明する。
【００１２】
なお、本発明を説明するにあたり、従来技術の説明で用いた図におけるものと同一な構成に対しては説明の明瞭性のために同一の符号を使用する。
【００１３】
図１〜２は本発明の一実施の形態の二次電池のキャップアセンブリの構成を示す断面図である。図１〜２に示されるように、本発明にかかわる二次電池は、正極、負極およびセパレータがともに巻き取られて収納されるカン４と、そのカン４の開口にガスケット８を介して絶縁された状態に結合されるキャップアセンブリ６０とからなっている。
【００１４】
ここで、本発明のキャップアセンブリ６０は、キャップカバー１０、電流制限機１２および安全弁を備えるプレート６２が順次積層され、その下部に絶縁体１６を介して電流遮断機１８が溶接結合されており、また前記絶縁体１６はサポートプレート６４の内周りに圧入されることにより堅固に支持される構造にされている。
【００１５】
このように設けられたキャップアセンブリ６０は、本発明の目的を実現するために、構成要素のうちの一つである安全弁を備えるプレート６２を拡大して形成している。すなわち、安全弁を備えるプレート６２は電流遮断機１８を支持するサポートプレート６４を囲むように内側に折曲されている。これにしたがって、本発明のキャップアセンブリ６０は、図１に示したとおり、ガスケット８との接触面積が内側に折曲された厚さＨの部分だけ拡大されるものであり、前記接触面積の増加に比例して電池の密閉性を向上させることができる。
【００１６】
一方、本発明は前述した安全弁を備えるプレート６２を拡大および折曲した構造に限定されるものではなく、電流制限機１２およびキャップカバー１０のうち、いずれか一方がサポートプレート６４または他の要素を含みながら折曲して構成することもできる。
【００１７】
たとえば本発明の他の実施の形態として、電流制限機がサポートプレートまたは他の一つ以上の要素を囲むように折曲される構造とすることができる。このとき、電流制限機はサポートプレートを囲み、窮極的にはガスケットとキャップアセンブリの接触面積を増大するのである。
【００１８】
または、図３に本発明のさらに他の実施の形態として、キャップカバー１０を拡大してそれを下部に折曲して電流制限機１２、安全弁を備えたプレート１４およびサポートプレート６４をともに囲むようにした構造を示している。ただ、この場合はキャップカバー１０と安全弁を備えたプレート１４は直接接触されてはならないので絶縁体を介する必要がある。
【００１９】
このように構成された本発明のキャップアセンブリ６０は、電流遮断機１８と正極リッド２０が溶接された状態で、正極、負極およびセパレータとともに収納されたカン４の上側開口に積層されるものであり、カン４の内部に液体の電解質を注入して真空を維持した状態で開口をクリンピングすることにより組み立てられる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明による二次電池のキャップアセンブリは、従来の問題点を実質的に解消している。すなわち、本発明は電池の密閉性を決めるキャップアセンブリとガスケットの実際の接触部の面積を増大するので、その接触面積に比例する密閉性を向上させるものであり、結果的に電解質の漏出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二次電池のキャップアセンブリの構成を示す断面図である。
【図２】図１における要部を拡大した拡大断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施の形態にかかわる二次電池のキャップアセンブリの要部を拡大した拡大断面図である。
【図４】従来の二次電池のキャップアセンブリの構成を示した断面図である。
【符号の説明】
４ カン
８ ガスケット
１０ キャップカバー
１２ 電流制限機
１４、６２ 安全弁を備えるプレート
１６ 絶縁体
１８ 電流遮断機
６０ キャップアセンブリ
６４ サポートプレート
Claims (4)
- 正極、負極およびセパレータとともに電解質が収納されたカンと、その上側開口にガスケットを介して結合されたキャップアセンブリからなる二次電池のキャップアセンブリであって、
前記キャップアセンブリは、キャップカバーと、該キャップカバーの下部に積層される電流制限機と、該電流制限機の下部に積層される安全弁を備えるプレートと、該プレートの下部に絶縁体を介して結合される電流遮断機と、前記プレートの下部の前記電流遮断機の外周部において前記絶縁体を支持するサポートプレートと、を含み、
前記安全弁を備えるプレートおよび前記電流制限機のうち、少なくとも一つが前記サポートプレートを囲むように折曲されてなることを特徴とする二次電池のキャップアセンブリ。 - 前記絶縁体は、前記サポートプレートの内周部と前記電流遮断機の外周部との間に挿入されて支持されていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池のキャップアセンブリ。
- 前記安全弁を備えるプレートが、前記サポートプレートを囲みながら内側に折曲されたことを特徴とする請求項１に記載の二次電池のキャップアセンブリ。
- 前記電流制限機が、前記サポートプレートを囲みながら内側に折曲されていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池のキャップアセンブリ。
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