JP4625993B2 - 電池用防爆弁装置とその製造法ならびにその防爆弁装置を備えた角形電池 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄型の角形電池の、特にその封口板の防爆弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通信機，ＡＶ機器，パソコンのコードレス化・ポータブル化に伴い、その駆動用電源である電池に対して小型・軽量・高エネルギー密度化の要望が強まっている。特にリチウム二次電池は高エネルギー密度を有する電池であり、その潜在的市場規模も大きい。また形状としては機器の薄型化あるいは機器のスペースの有効利用の観点からも角形電池の要望が高まっている。
【０００３】
しかし、リチウム二次電池は電池の誤使用や、異常事態において電解液や活物質の分解により電池内でガスが発生し、蓄積されて電池内圧が急激に上昇することにより電池に悪影響を与えることがあるため、一般にはこれを防止する措置が施されている。
【０００４】
このような電池の急激な内圧上昇を未然に防止する例としては、特開平２−１１２１５１号公報に示されたように内圧の上昇に伴い変形する防爆弁があり、電池内圧値が所定の値に達したとき、防爆弁が作動して電池内に蓄積されたガスを電池外に放出する防爆弁装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような防爆弁装置を備えた電池は、電池内部の電解液が外部に漏れたり、電池内部の上昇に伴い防爆弁が作動する圧力が一定でなかったりして、信頼性の高い防爆弁装置を得ることが困難であった。
【０００６】
本発明は、防爆弁が作動する圧力を安定化し、高い信頼性を有する防爆弁を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記する課題を解決するために、極板群と電解液を内部に収納するアルミニウム製の角形ケースの開口部を封口するアルミニウム製の封口板には、電池の誤使用や異常事態での電池内圧の上昇に対してガスを排出する防爆弁の孔部を設け、その孔部の下部のみをアルミニウム製箔膜で覆うか、あるいは前記封口板の下面全体をアルミニウム製箔膜で覆って構成された防爆弁装置において、防爆弁の孔部を前記アルミニウム製箔膜で覆った後、前記封口板とアルミニウム製箔膜とを加熱処理により密着させるものである。
【０００８】
また、封口板の防爆弁の孔部はアルミニウム製箔膜で覆われている面の方向から打ち抜いて形成することとしたものである。このように、防爆弁の孔部の打ち抜く面とアルミニウム製箔膜を覆う面を規制すれば、防爆弁の孔部を打ち抜く際に発生するバリ等によるアルミニウム製箔膜の亀裂・破断を抑制することができる。これにより、電池内部の電解液が外部に漏れるのを防ぎ、電池の誤使用や、異常事態における電池内部の上昇に伴い防爆弁が作動する圧力を安定させることができる。
【０００９】
また、封口板に防爆弁の孔部を打ち抜き、その打ち抜く方向は上面からであるか、または下面からであるかを特定しないで孔部の下面にアルミニウム製箔膜で覆った後、加熱処理することで、封口板とアルミニウム製箔膜との密着性を向上させ、その後、前記封口板の組み立てを行う。これにより、電池内部の電解液が外部に漏れるのを防ぎ、短絡，過充電・逆充電等の電池の誤使用や、異常事態における電池内圧の上昇に伴い防爆弁が作動する圧力を安定させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の防爆弁装置では、極板群と電解液を内部に収納するアルミニウム製の角形ケースと、前記角形ケースの開口部を封口し、防爆弁の孔部にアルミニウム製箔膜を覆ったアルミニウム製の封口板と、封口板の中央部に挿入された端子を兼ねるリベットと、封口板とリベットを絶縁する上部絶縁ガスケットと、リベットの下部絶縁ガスケットを介してリベットと極板群の同極性のリード板とを電気的に接続する金属製のワッシャを備え、角形ケースと封口板はレーザ溶接によって溶接する。そして、その防爆弁を有する封口板に、封口板の下面より防爆弁の孔部を打ち抜く工程を持ち、さらに防爆弁の孔部の下面のみ、あるいは封口板の下面全体をアルミニウム製箔膜で覆い、その後、加熱処理により封口板とアルミニウム製箔膜とを密着させる工程を持つものを実施形態とすることができる。
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の防爆弁装置を装着した角形電池の断面図の一例である。１はアルミニウム製の角形ケースである。２はアルミニウム製の平板状の封口板で、防爆弁３が設けられている。そして封口板２の防爆弁３の孔部４は下面より打ち抜かれており、この面にアルミニウム製箔膜２ａで覆われた構造をしている。この封口板２は角形ケース１とレーザ溶接されている。５はニッケルメッキされた鉄製の端子を兼ね、封口板２の中央部に配設されたリベット、６は封口板２とリベット５を絶縁する上部絶縁ガスケット、７はニッケルメッキされた鉄製のワッシャ、８は封口板２とワッシャ７を絶縁する下部絶縁ガスケットである。このリベット５は封口板２の中央部の開口部に下部絶縁ガスッケト８を介してワッシャ７を配設した後、リベット５をかしめることによりリベット５とワッシャ７の電気的接続をとるとともに、封口板２との絶縁も確保している。９は封口板２に開けられた注液口で、１０は注液口９を塞ぐ栓である。１１は正極板，負極板をセパレータを介して巻回し、長円形にプレス圧縮された極板群である。１２は正極板から取り出したアルミニウム製の集電用リードで、封口板２に溶接されている。また、１３は負極板から取り出したニッケル製の集電用リードで、ワッシャ７に溶接されている。
【００１２】
本発明の請求項１は、防爆弁の孔部４の打ち抜き方向を問わず孔部４をアルミニウム製箔膜２ａで覆った後、加熱処理により封口板とアルミニウム製箔膜とを密着させることを特徴とする製造法である。そしてアルミニウム製の封口板２に上部絶縁ガスケット６と下部絶縁ガスケット８を挿入し、リベット５をワッシャ７を介して封口板２をかしめる。組み立てた封口板２は極板群１１が収納されているアルミニウム製の角形ケース１と溶接部１４においてレーザ溶接される。本発明の請求項２は、アルミニウム製箔膜２ａがアルミニウム製の封口板２の防爆弁の孔部４の下部のみ、あるいは封口板２の下面全体を覆うように構成されており、アルミニウム製箔膜２ａで覆われている面の方向から打ち抜かれ、さらに防爆弁の孔部４をアルミニウム製箔膜２ａで覆った後、加熱処理により封口板とアルミニウム製箔膜とを密着させることを特徴とする製造法である。
【００１３】
【実施例】
本発明の電池用防爆弁装置において、封口板の下面の方向から防爆弁の孔部を打ち抜き、その孔部の下面をアルミニウム製箔膜で覆った後、加熱処理した封口板を実施例Ａ、封口板の下面から防爆弁の孔部を打ち抜き、その下面をアルミニウム製箔膜で覆った封口板、すなわち加熱処理をしない封口板を実施例Ｂとし、また、封口板の上面の方向から防爆弁の孔部を打ち抜き、その孔部の下面をアルミニウム製箔膜で覆った後、３００℃の高温槽で５時間加熱処理した封口板を実施例Ｃ、封口板の上面の方向から防爆弁の孔部を打ち抜き、その孔部の下面をアルミニウム製箔膜で覆った従来の封口板を従来例Ｄとし、それぞれの封口板の防爆弁作動圧を測定した。作動圧の評価方法は図２に示すような評価装置を用い、防爆弁を組み立てた封口板１５を封口板固定用治具１６ａ，１６ｂの間に防爆弁であるアルミニウム製箔膜が下側になるように挟み込み、防爆弁を組み立てた封口板１５の底部より、毎秒０．６ｋｇｆ／ｃｍ2 で昇圧しながら高圧空気１７を送り、防爆弁の孔部を覆ったアルミニウム製箔膜の作動する圧力を圧力センサー１８を用いて測定した。その結果を表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】
表１の記載より本発明の実施例Ａ，実施例Ｂ，実施例Ｃは、防爆弁の作動する圧力のバラツキが従来例Ｄに比較して全て少ないことがわかる。また防爆弁作動圧が従来例Ｄよりも実施例Ｃの方が、また実施例Ｃよりも実施例Ｂの方が、そして実施例Ｂよりも実施例Ａの方が大きく、実施例Ａが最も好適であることを示している。すなわち請求項４に特定されるように、封口板の下面から防爆弁の孔部を打ち抜き、その下面をアルミニウム製箔膜で覆った後、さらに加熱処理する手段が最も優れていることがわかる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電池の誤使用や異常事態等での電池内圧の上昇に対して精度よくガスを排出することができ、かつ耐漏液性に優れた高い安全性と信頼性を有する電池用の防爆弁装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の防爆弁装置を備えた角形電池の一部縦断面図
【図２】防爆弁の作動圧の簡易的な評価装置の概略図
【符号の説明】
１ 角形ケース
２ 封口板
２ａ アルミニウム製箔膜
３ 防爆弁
４ 孔部
５ リベット
６ 上部絶縁ガスケット
７ ワッシャ
８ 下部絶縁ガスケット
９ 注液口
１０ 栓
１１ 極板群
１２，１３ 集電用リード
１４ 溶接部
１５ 防爆弁を組み立てた封口板
１６ａ，１６ｂ 封口板固定用治具
１７ 高圧空気
１８ 圧力センサー
【発明の属する技術分野】
本発明は薄型の角形電池の、特にその封口板の防爆弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通信機，ＡＶ機器，パソコンのコードレス化・ポータブル化に伴い、その駆動用電源である電池に対して小型・軽量・高エネルギー密度化の要望が強まっている。特にリチウム二次電池は高エネルギー密度を有する電池であり、その潜在的市場規模も大きい。また形状としては機器の薄型化あるいは機器のスペースの有効利用の観点からも角形電池の要望が高まっている。
【０００３】
しかし、リチウム二次電池は電池の誤使用や、異常事態において電解液や活物質の分解により電池内でガスが発生し、蓄積されて電池内圧が急激に上昇することにより電池に悪影響を与えることがあるため、一般にはこれを防止する措置が施されている。
【０００４】
このような電池の急激な内圧上昇を未然に防止する例としては、特開平２−１１２１５１号公報に示されたように内圧の上昇に伴い変形する防爆弁があり、電池内圧値が所定の値に達したとき、防爆弁が作動して電池内に蓄積されたガスを電池外に放出する防爆弁装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような防爆弁装置を備えた電池は、電池内部の電解液が外部に漏れたり、電池内部の上昇に伴い防爆弁が作動する圧力が一定でなかったりして、信頼性の高い防爆弁装置を得ることが困難であった。
【０００６】
本発明は、防爆弁が作動する圧力を安定化し、高い信頼性を有する防爆弁を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記する課題を解決するために、極板群と電解液を内部に収納するアルミニウム製の角形ケースの開口部を封口するアルミニウム製の封口板には、電池の誤使用や異常事態での電池内圧の上昇に対してガスを排出する防爆弁の孔部を設け、その孔部の下部のみをアルミニウム製箔膜で覆うか、あるいは前記封口板の下面全体をアルミニウム製箔膜で覆って構成された防爆弁装置において、防爆弁の孔部を前記アルミニウム製箔膜で覆った後、前記封口板とアルミニウム製箔膜とを加熱処理により密着させるものである。
【０００８】
また、封口板の防爆弁の孔部はアルミニウム製箔膜で覆われている面の方向から打ち抜いて形成することとしたものである。このように、防爆弁の孔部の打ち抜く面とアルミニウム製箔膜を覆う面を規制すれば、防爆弁の孔部を打ち抜く際に発生するバリ等によるアルミニウム製箔膜の亀裂・破断を抑制することができる。これにより、電池内部の電解液が外部に漏れるのを防ぎ、電池の誤使用や、異常事態における電池内部の上昇に伴い防爆弁が作動する圧力を安定させることができる。
【０００９】
また、封口板に防爆弁の孔部を打ち抜き、その打ち抜く方向は上面からであるか、または下面からであるかを特定しないで孔部の下面にアルミニウム製箔膜で覆った後、加熱処理することで、封口板とアルミニウム製箔膜との密着性を向上させ、その後、前記封口板の組み立てを行う。これにより、電池内部の電解液が外部に漏れるのを防ぎ、短絡，過充電・逆充電等の電池の誤使用や、異常事態における電池内圧の上昇に伴い防爆弁が作動する圧力を安定させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の防爆弁装置では、極板群と電解液を内部に収納するアルミニウム製の角形ケースと、前記角形ケースの開口部を封口し、防爆弁の孔部にアルミニウム製箔膜を覆ったアルミニウム製の封口板と、封口板の中央部に挿入された端子を兼ねるリベットと、封口板とリベットを絶縁する上部絶縁ガスケットと、リベットの下部絶縁ガスケットを介してリベットと極板群の同極性のリード板とを電気的に接続する金属製のワッシャを備え、角形ケースと封口板はレーザ溶接によって溶接する。そして、その防爆弁を有する封口板に、封口板の下面より防爆弁の孔部を打ち抜く工程を持ち、さらに防爆弁の孔部の下面のみ、あるいは封口板の下面全体をアルミニウム製箔膜で覆い、その後、加熱処理により封口板とアルミニウム製箔膜とを密着させる工程を持つものを実施形態とすることができる。
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の防爆弁装置を装着した角形電池の断面図の一例である。１はアルミニウム製の角形ケースである。２はアルミニウム製の平板状の封口板で、防爆弁３が設けられている。そして封口板２の防爆弁３の孔部４は下面より打ち抜かれており、この面にアルミニウム製箔膜２ａで覆われた構造をしている。この封口板２は角形ケース１とレーザ溶接されている。５はニッケルメッキされた鉄製の端子を兼ね、封口板２の中央部に配設されたリベット、６は封口板２とリベット５を絶縁する上部絶縁ガスケット、７はニッケルメッキされた鉄製のワッシャ、８は封口板２とワッシャ７を絶縁する下部絶縁ガスケットである。このリベット５は封口板２の中央部の開口部に下部絶縁ガスッケト８を介してワッシャ７を配設した後、リベット５をかしめることによりリベット５とワッシャ７の電気的接続をとるとともに、封口板２との絶縁も確保している。９は封口板２に開けられた注液口で、１０は注液口９を塞ぐ栓である。１１は正極板，負極板をセパレータを介して巻回し、長円形にプレス圧縮された極板群である。１２は正極板から取り出したアルミニウム製の集電用リードで、封口板２に溶接されている。また、１３は負極板から取り出したニッケル製の集電用リードで、ワッシャ７に溶接されている。
【００１２】
本発明の請求項１は、防爆弁の孔部４の打ち抜き方向を問わず孔部４をアルミニウム製箔膜２ａで覆った後、加熱処理により封口板とアルミニウム製箔膜とを密着させることを特徴とする製造法である。そしてアルミニウム製の封口板２に上部絶縁ガスケット６と下部絶縁ガスケット８を挿入し、リベット５をワッシャ７を介して封口板２をかしめる。組み立てた封口板２は極板群１１が収納されているアルミニウム製の角形ケース１と溶接部１４においてレーザ溶接される。本発明の請求項２は、アルミニウム製箔膜２ａがアルミニウム製の封口板２の防爆弁の孔部４の下部のみ、あるいは封口板２の下面全体を覆うように構成されており、アルミニウム製箔膜２ａで覆われている面の方向から打ち抜かれ、さらに防爆弁の孔部４をアルミニウム製箔膜２ａで覆った後、加熱処理により封口板とアルミニウム製箔膜とを密着させることを特徴とする製造法である。
【００１３】
【実施例】
本発明の電池用防爆弁装置において、封口板の下面の方向から防爆弁の孔部を打ち抜き、その孔部の下面をアルミニウム製箔膜で覆った後、加熱処理した封口板を実施例Ａ、封口板の下面から防爆弁の孔部を打ち抜き、その下面をアルミニウム製箔膜で覆った封口板、すなわち加熱処理をしない封口板を実施例Ｂとし、また、封口板の上面の方向から防爆弁の孔部を打ち抜き、その孔部の下面をアルミニウム製箔膜で覆った後、３００℃の高温槽で５時間加熱処理した封口板を実施例Ｃ、封口板の上面の方向から防爆弁の孔部を打ち抜き、その孔部の下面をアルミニウム製箔膜で覆った従来の封口板を従来例Ｄとし、それぞれの封口板の防爆弁作動圧を測定した。作動圧の評価方法は図２に示すような評価装置を用い、防爆弁を組み立てた封口板１５を封口板固定用治具１６ａ，１６ｂの間に防爆弁であるアルミニウム製箔膜が下側になるように挟み込み、防爆弁を組み立てた封口板１５の底部より、毎秒０．６ｋｇｆ／ｃｍ2 で昇圧しながら高圧空気１７を送り、防爆弁の孔部を覆ったアルミニウム製箔膜の作動する圧力を圧力センサー１８を用いて測定した。その結果を表１に示す。
【００１４】
【表１】
表１の記載より本発明の実施例Ａ，実施例Ｂ，実施例Ｃは、防爆弁の作動する圧力のバラツキが従来例Ｄに比較して全て少ないことがわかる。また防爆弁作動圧が従来例Ｄよりも実施例Ｃの方が、また実施例Ｃよりも実施例Ｂの方が、そして実施例Ｂよりも実施例Ａの方が大きく、実施例Ａが最も好適であることを示している。すなわち請求項４に特定されるように、封口板の下面から防爆弁の孔部を打ち抜き、その下面をアルミニウム製箔膜で覆った後、さらに加熱処理する手段が最も優れていることがわかる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電池の誤使用や異常事態等での電池内圧の上昇に対して精度よくガスを排出することができ、かつ耐漏液性に優れた高い安全性と信頼性を有する電池用の防爆弁装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の防爆弁装置を備えた角形電池の一部縦断面図
【図２】防爆弁の作動圧の簡易的な評価装置の概略図
【符号の説明】
１ 角形ケース
２ 封口板
２ａ アルミニウム製箔膜
３ 防爆弁
４ 孔部
５ リベット
６ 上部絶縁ガスケット
７ ワッシャ
８ 下部絶縁ガスケット
９ 注液口
１０ 栓
１１ 極板群
１２，１３ 集電用リード
１４ 溶接部
１５ 防爆弁を組み立てた封口板
１６ａ，１６ｂ 封口板固定用治具
１７ 高圧空気
１８ 圧力センサー
Claims (3)
- 極板群と電解液を内部に収容するアルミニウム製の角形ケースの開口部を封口するアルミニウム製の封口板には、電池の誤使用や異常事態での電池内圧の上昇に対してガスを排出する防爆弁の孔部を設け、その孔部の下部のみをアルミニウム製箔膜で覆うか、あるいは前記封口板の下面全体をアルミニウム製箔膜で覆うことにより構成された防爆弁装置において、前記封口板の防爆弁は、前記防爆弁の孔部をアルミニウム製箔膜で覆った後、前記封口板とアルミニウム製箔膜とを加熱処理により密着させることを特徴とする電池用防爆弁装置の製造法。
- 極板群と電解液を内部に収容するアルミニウム製の角形ケースの開口部を封口するアルミニウム製の封口板は、封口板に電池の誤使用や異常事態での電池内圧の上昇に対してガスを排出する防爆弁の孔部を設け、その孔部の下部のみをアルミニウム製薄膜で覆うか、あるいは封口板の下面全体をアルミニウム製薄膜で覆うことにより構成された防爆弁装置において、前記封口板の防爆弁の孔部は、アルミニウム製箔膜で覆われている面の方向から打ち抜かれ、さらに前記防爆弁の孔部はアルミニウム製薄膜で覆った後、前記封口板とアルミニウム製箔膜とを加熱処理により密着させる電池用防爆弁装置の製造法。
- 請求項１または請求項２により製造された防爆弁装置を備えた角形電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27720998A JP4625993B2 (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 電池用防爆弁装置とその製造法ならびにその防爆弁装置を備えた角形電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27720998A JP4625993B2 (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 電池用防爆弁装置とその製造法ならびにその防爆弁装置を備えた角形電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000106160A JP2000106160A (ja) | 2000-04-11 |
| JP4625993B2 true JP4625993B2 (ja) | 2011-02-02 |
Family
ID=17580341
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP27720998A Expired - Fee Related JP4625993B2 (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 電池用防爆弁装置とその製造法ならびにその防爆弁装置を備えた角形電池 |
Country Status (1)
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-
1998
- 1998-09-30 JP JP27720998A patent/JP4625993B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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| JP2000106160A (ja) | 2000-04-11 |
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