JP5806641B2 - Method for forming explosion-proof valve for battery case lid - Google Patents
Method for forming explosion-proof valve for battery case lid Download PDFInfo
- Publication number
- JP5806641B2 JP5806641B2 JP2012116482A JP2012116482A JP5806641B2 JP 5806641 B2 JP5806641 B2 JP 5806641B2 JP 2012116482 A JP2012116482 A JP 2012116482A JP 2012116482 A JP2012116482 A JP 2012116482A JP 5806641 B2 JP5806641 B2 JP 5806641B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- groove
- breaking
- battery case
- lid
- forming
- 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
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
本発明は、電池ケース蓋であって、所定の内部圧力がかかると、その内部圧力を開放する防爆弁(防爆機構)を備えた電池ケース蓋の防爆弁の形成方法に関するものである。 The present invention relates to a battery case lid, the predetermined internal pressure is applied, it relates to an explosion-proof valve forming method of the explosion-proof valve of batteries case lid provided with a (explosion-proof mechanism) for releasing the internal pressure.
携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ等の電源として、リチウムイオン二次電池が広く使用されている。この電池ケースを構成する板材には、その蓋を含めて金属が使用されていることが多く、特許文献1〜3ではSUS等の鉄合金が、特許文献4〜7ではアルミニウム合金が使用された電池ケースが開示されている。特に、電池ケースの蓋や本体などをアルミニウム合金板素材から構成させると、耐食性や軽量化および加工性やコスト面からも有利である。
Lithium ion secondary batteries are widely used as power sources for mobile phones, notebook personal computers, and the like. In many cases, a metal including the lid is used for the plate material constituting the battery case. In Patent Documents 1 to 3, an iron alloy such as SUS is used, and in
この二次電池の外装であるケース(以下、電池ケース)は、電池の充放電や使用環境下の温度上昇によって内部圧力が上昇することがあり、この内部圧力で電池ケースが変形したり、さらには破裂する危険性を抱えている。このような電池ケースの破裂を防ぐため、破裂しない程度の内部圧力で電池ケースの一部が開裂して内部圧力を開放するような、安全装置としての防爆弁(防爆機構)が設けられている。 The case that is the exterior of the secondary battery (hereinafter referred to as the battery case) may have an internal pressure that increases due to the charging / discharging of the battery or a temperature increase in the usage environment. Has the risk of bursting. In order to prevent the battery case from rupturing, an explosion-proof valve (explosion-proof mechanism) is provided as a safety device so that a part of the battery case is ruptured to release the internal pressure with an internal pressure that does not rupture. .
一般的な防爆弁の構造は、電池ケースを構成する蓋などの板材の一部を溝状に薄肉加工して破断用凹溝(薄肉部)としたもので、この凹溝を内部圧力の小幅な上昇で選択的に破断、開裂させるものである。具体的には、蓋などの薄肉部内に、平面視が楕円形あるいは直線状の破断用凹溝を加工して設け、電池内部でのガス発生などの異常時には、この破断用凹溝の材料が破断して内部のガスを放出し、電池の爆発を防止するものである。 The general explosion-proof valve structure is made by thinning a part of a plate material such as a lid constituting a battery case into a groove shape to form a groove for breaking (thin wall portion). It can be selectively broken and cleaved by a simple rise. Specifically, in a thin part such as a lid, a breaking groove having an elliptical or linear shape in plan view is provided by machining, and when there is an abnormality such as gas generation inside the battery, the material of the breaking groove is It breaks and releases internal gas, preventing battery explosion.
例えば、特許文献8では、蓋体の平坦部の一部に平面視で円形の薄肉部を設けて、ここに、更に薄肉の環状凹溝(破断用凹溝)を二つ、間隔をあけて二重として設け、円形の内側の環状凹溝をより薄肉としている。そして、外側の環状凹溝を高圧用安全弁とし、円形の内側の環状凹溝を低圧用安全弁として形成している。そして、前記電池ケース内部の圧力変化に応じて、前記第1の薄肉部と第2の薄肉部の少なくとも一方を開裂させて内部気体を外部に放出するように構成している。ここで、高圧用安全弁は、円環状の薄肉平坦部(第1の薄肉部)と、この薄肉平坦部に囲まれた第1領域とをプレス加工により形成している。一方、低圧用安全弁は蓋の前記第1領域内に有底穴を切削加工あるいはプレス加工することにより形成している。 For example, in Patent Document 8, a circular thin wall portion is provided in a part of the flat portion of the lid body in a plan view, and two thin annular groove grooves (breaking groove grooves) are further provided at intervals. It is provided as a double, and the circular concave groove inside the circle is made thinner. The outer annular groove is formed as a high-pressure safety valve, and the circular inner annular groove is formed as a low-pressure safety valve. And according to the pressure change inside the battery case, at least one of the first thin part and the second thin part is cleaved to release the internal gas to the outside. Here, the high-pressure safety valve forms an annular thin flat portion (first thin portion) and a first region surrounded by the thin flat portion by press working. On the other hand, the safety valve for low pressure is formed by cutting or pressing a bottomed hole in the first region of the lid.
ここで、蓋体などの薄板材の一部を防爆弁として溝状に薄肉加工する方法としては、特許文献1、2には貫通孔を形成した板材と別の板材とを貼り合わせる方法が、特許文献3にはダイとポンチを用いた冷間鍛造による方法が、特許文献4〜7にはプレス加工による方法がそれぞれ開示されている。
Here, as a method of thinly processing a part of a thin plate material such as a lid into a groove shape as an explosion-proof valve,
前記薄肉部の形状としては、平面視で、特許文献2、5は1本の直線、特許文献1、4、6は十字型等の1点以上で交差する複数の直線からなり、特許文献3、7、8は環状と、様々な形状が開示されている。
As the shape of the thin-walled portion, in a plan view,
これら薄肉部を設ける部位として、特許文献1、2、8は蓋(封口板)に、特許文献4、5は本体広面、特許文献6は本体広面または本体狭面としている。また、特許文献9では、小さな負荷では広面である正背面と比較して変形を生じにくい電池ケース本体の幅狭面である側面に防爆弁を設けている。
電池ケースが破裂する前に、防爆弁である破断用凹溝を確実に開裂させるためには、この数十μmから数百μm単位となるごく薄い厚さ(板厚、肉厚)を有する、破断用凹溝や蓋の薄肉部の残厚の精度や形状精度の確保が必須である。これに対して、前記従来技術における、冷間鍛造あるいは切削加工、プレス加工などでは、前記ミクロな厚さ(肉厚)を有する、特に前記破断用凹溝の残厚の精度や形状精度の確保が困難である。 In order to surely cleave the breaking groove as an explosion-proof valve before the battery case ruptures, it has a very thin thickness (plate thickness, wall thickness) of several tens μm to several hundreds μm. It is essential to ensure the accuracy and shape accuracy of the remaining thickness of the breaking groove and the thin part of the lid. On the other hand, in cold forging, cutting, pressing, etc. in the prior art, ensuring the accuracy and shape accuracy of the remaining thickness of the groove for breaking, especially the micro thickness (wall thickness). Is difficult.
これに対して、公知のコイニング加工は、元の素材板から蓋をプレス加工により製作する一環として、前記ごく薄い厚さを有する破断用凹溝や蓋の薄肉部を、残厚の精度や形状精度良く、効率良く加工することができる。 On the other hand, the known coining process, as part of manufacturing the lid from the original material plate by press working, the breaking groove and the thin part of the lid having a very thin thickness, the accuracy and shape of the remaining thickness It can be processed accurately and efficiently.
図6に示すように、コイニング加工は、基台(剛体)13上に蓋20(板材)を固定し、上部から突起(凸条、刃物状)23を設けた金型22を蓋20に押し付け加圧して、前記金型22の突起23により、防爆弁として機能する破断用凹溝21を薄肉部3に刻印加工する。このようなコイニング加工は、前記冷間鍛造あるいは切削加工に比して効率的であり、前記蓋20の薄肉部3や破断用凹溝21の残厚の精度や形状精度の確保が図れる。
As shown in FIG. 6, coining is performed by fixing a lid 20 (plate material) on a base (rigid body) 13 and pressing a
ただ、これは剛性が高い前記SUS等の鉄合金や鋼について言えることであって、軟質で、かつ弾性係数が低い特性を有するアルミニウム合金板では、これを素材とする蓋では、前記コイニング加工によっても、特に前記破断用凹溝21の残厚の精度や形状精度の確保が困難となる。
However, this can be said for iron alloys and steels such as SUS having a high rigidity. In the case of an aluminum alloy plate that is soft and has a low elastic modulus, the lid made of this is made by the coining process. In particular, it is difficult to ensure the accuracy of the remaining thickness and the shape accuracy of the breaking
より具体的に、蓋20のアルミニウム合金板(板材)の前記薄肉部3に、前記破断用凹溝21をコイニング加工した場合、形成する前記破断用凹溝21の裏側(破断用凹溝加工の底側)に、矢印で示す「くびれ(へこみ)」が発生しやすくなる。このくびれは、破断用凹溝21の延在方向に部分的あるいは局部的に発生するため、発生の程度や発生部位によって、破断用凹溝21の肉厚(板厚)が部分的に薄くなり,防爆弁の作動圧が安定せず、破裂する前に確実に開裂するような防爆機構とならない場合が生じる。
More specifically, when the breaking
このようなくびれは、前記金型でコイニング加工するときの、前記突起の下降(押し付け)にて左右に押し分けられるアルミニウム合金材料の移動(左方向の矢印で示す)の仕方が、蓋20のアルミニウム合金板薄肉部3の矢印で示す「たわみ」によって不均一になるために生じる。この傾向は、素材がアルミニウム合金板である場合の顕著な特徴であって、剛性が高い前記SUS等の鉄合金製や鋼製の蓋では、肉厚(板厚)が同様に薄くても発生しにくい。
Such constriction is caused by the movement of the aluminum alloy material (indicated by a left arrow) that is pushed to the left and right when the protrusion is lowered (pressed) when coining is performed with the mold. This is caused by non-uniformity caused by “deflection” indicated by an arrow in the
また、アルミニウム合金板は軟質であるので、これを素材とする蓋では、蓋本体の他の部分を極端に変形させずに、前記薄肉部や破断用凹溝を破断させるためには、前記薄肉部や破断用凹溝の板厚を一層薄くする必要がある。例えば、実際に前記薄肉部の板厚は100μm、破断用凹溝の板厚は30μm程度と極薄となる。このため、この破断用凹溝を前記金型でコイニング加工するときの、蓋のアルミニウム合金板のたわみの不均一性の発生や、形成する前記破断用凹溝加工部の底の前記くびれの発生はより激しくなる。 In addition, since the aluminum alloy plate is soft, in the lid made of this, in order to break the thin portion and the breaking groove without excessively deforming other portions of the lid main body, the thin wall It is necessary to further reduce the thickness of the groove and the groove for breaking. For example, the plate thickness of the thin portion is actually 100 μm, and the plate thickness of the breaking groove is about 30 μm, which is extremely thin. For this reason, when the recess groove for breaking is coined with the mold, the occurrence of unevenness of the deflection of the aluminum alloy plate of the lid and the occurrence of the constriction at the bottom of the groove forming portion for the break to be formed Becomes more intense.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、薄肉なアルミニウム合金製蓋であっても、前記コイニング加工によって前記破断用凹溝を精度よく加工することができ、破裂する前に、設定どおりの作動圧力で確実に開裂する防爆機構を備える電池ケースの蓋の防爆弁の形成方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and even with a thin aluminum alloy lid, the breaking groove can be processed with high precision by the coining process, before being ruptured. to, and to provide a method of forming a safety vent lid securely Ru batteries case with the explosion-proof mechanism which cleaves at a working pressure of configured.
上記目的達成のために、本発明の電池ケース蓋の防爆弁の形成方法の要旨は、厚さ0.5〜2mmのアルミニウム合金板からなる前記電池ケース蓋のプレス加工によって、この電池ケース蓋に厚さ50〜300μmの薄肉な平坦状凹部を形成した後、この平坦状凹部に厚さ10〜100μmのより薄肉な破断用凹溝を更にコイニング加工により形成するに際し、この破断用凹溝に対して、この破断用凹溝よりも厚肉だが前記平坦状凹部よりも薄肉な凹溝を、この破断用凹溝に対して互いに間隔をあけて並列させて、この破断用凹溝と同時にコイニング加工により形成することである。 To achieve the above object, the gist of the battery case lid explosion-proof valve of the present invention is that the battery case lid is formed by pressing the battery case lid made of an aluminum alloy plate having a thickness of 0.5 to 2 mm. After forming a thin flat concave portion having a thickness of 50 to 300 μm, a thinner breaking groove having a thickness of 10 to 100 μm is further formed in the flat concave portion by coining. Then, a groove that is thicker than the breaking groove but thinner than the flat groove is arranged parallel to the breaking groove, and coining is performed simultaneously with the breaking groove. It is to form by.
本発明によれば、前記した薄肉なアルミニウム合金製蓋であっても、コイニング加工によって、極薄の破断用凹溝を精度よく加工することができる。この結果、電池ケースが破裂する前に、電池ケースの蓋の防爆弁を確実に開裂することができる。 According to the present invention, even with the above-described thin aluminum alloy lid, it is possible to accurately process an extremely thin breaking groove by coining. As a result, the explosion-proof valve of the battery case lid can be reliably opened before the battery case is ruptured.
以下に図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
図1、2に、本発明電池ケース蓋の各実施形態を、上側に全体斜視図、下側にその一部の断面図とで各々示す。図1、2に示すように、本発明電池ケース蓋1は、一定の板厚を有するアルミニウム合金薄板をプレス加工により成形してなり、全体が平板状の形状を有している。 1 and 2 show embodiments of the battery case lid of the present invention in an overall perspective view on the upper side and a partial cross-sectional view on the lower side. As shown in FIGS. 1 and 2, the battery case lid 1 of the present invention is formed by pressing an aluminum alloy thin plate having a constant plate thickness, and has a flat plate shape as a whole.
ここで、蓋1の素材であるアルミニウム合金薄板、あるいは成形された本発明電池ケース蓋1の厚さ(板厚)は、前記した携帯電話やノート型パーソナルコンピュータあるいは自動車用等の電源である、リチウムイオン二次電池ケースの蓋として、0.5〜2mmの範囲とする。電池ケース蓋1の厚さが0.5mm未満では、3000系、5000系、6000系の中でも比較的高強度なアルミニウム合金薄板を蓋の素材として用いたとしても、蓋として要求される剛性や強度が不足する。一方、電池ケース蓋1の厚さが2mmを越えると、電池ケース本体をアルミニウム合金薄板としても、重量が重くなるとともに、厚さが厚くなって、薄肉部や破断用凹溝などの防爆弁の精度の良い加工が難しくなる。また、前記した本発明の課題である、破断用凹溝のコイニング加工の際の、蓋のたわみの不均一性の発生や破断用凹溝底部のくびれの発生などが起きにくく、本発明の適用自体が不要となる。 Here, the thickness (plate thickness) of the aluminum alloy thin plate which is the material of the lid 1 or the molded battery case lid 1 of the present invention is a power source for the above-described mobile phone, notebook personal computer, automobile, etc. The lid of the lithium ion secondary battery case is in the range of 0.5 to 2 mm. If the thickness of the battery case lid 1 is less than 0.5 mm, the rigidity and strength required for the lid can be obtained even if a relatively high-strength aluminum alloy thin plate is used as the lid material among the 3000 series, 5000 series, and 6000 series. Is lacking. On the other hand, if the thickness of the battery case lid 1 exceeds 2 mm, even if the battery case body is made of an aluminum alloy thin plate, the weight becomes heavier and the thickness becomes thicker. Precision machining becomes difficult. In addition, when coining the breaking groove, which is the subject of the present invention, the occurrence of non-uniformity of the deflection of the lid and the occurrence of the constriction at the bottom of the breaking groove is unlikely to occur. It becomes unnecessary.
防爆弁:
図1、2において、本発明電池ケース蓋1は、その中央部に防爆弁2を備え、この防爆弁2の構造として、先ず、厚さ50〜300μmの薄肉な平坦状凹部3が設けられている。平坦状凹部3の厚さが50μm未満では、前記比較的高強度なアルミニウム合金薄板を蓋の素材として用いたとしても、蓋として要求される剛性や強度が不足する。一方、平坦状凹部3の厚さが300μmを超えると、後に加工される破断用凹溝4の厚さを十分薄くする加工が困難となり、電池ケースの内部圧力上昇に対して、電池ケースの破裂を防ぐため、破裂しない程度の内部圧力で開裂せず、防爆弁の起点となれない。また、前記した蓋の厚みと同じく、本発明の課題である、破断用凹溝のコイニング加工の際の、蓋のたわみの不均一性の発生や破断用凹溝底部のくびれの発生などが起きにくく、本発明の適用自体が不要となる。
Explosion-proof valve:
1 and 2, the battery case lid 1 of the present invention includes an explosion-
この平坦状凹部3の平面視での形状は、必ずしも図1、2のような、プレス加工により成形しやすい、楕円状や楕円に類似の円形や多角形な形状にする必要はない。成形が可能であれば、他の平面視形状として、略四角形(略矩形)、真円形、円形に類似の多角形な形状に形成しても良い。また、この平坦状凹部3(防爆弁2)を設ける電池ケース蓋1の位置も、図1のように、その中央部とせずに、電池ケース蓋1の平面形状や面積、あるいは他の部品の取りつけ位置に応じて、端部側とするなど、適宜選択可能である。
The shape of the
平坦状凹部3の周縁部は、プレス加工により成形しやすい、元の蓋1の表面に向けて外方に広がる傾斜壁3aとされている。ただ、この壁3aの形状も、垂直や円弧状など、成形しやすい形状が適宜選択できる。
The peripheral edge portion of the flat
破断用凹溝(主スコア):
次に、図1、2では、この平坦状凹部3に、より薄肉な破断用凹溝(主スコア)4が前記コイニング加工により設けられている。この破断用凹溝4は、防爆弁としての主要な機能(起点)を果たす。すなわち、二次電池の外装である電池ケースの内部圧力上昇に対して、電池ケースの破裂を防ぐため、破裂しない程度の内部圧力で開裂する起点となって、内部圧力を開放する。
Groove for breaking (main score):
Next, in FIGS. 1 and 2, a thinner breaking groove (main score) 4 is provided in the flat recessed
これら破断用凹溝4の厚さ(加工後の底4aの残存厚さ、図4のt3)は、10〜100μmの範囲とする。破断用凹溝4の厚さが10μm未満では、前記比較的高強度なアルミニウム合金薄板を蓋の素材として用いたとしても、蓋として要求される剛性や強度が不足する。一方、破断用凹溝4の厚さが100μmを越えると、電池ケースの内部圧力上昇に対して、電池ケースの破裂を防ぐため、破裂しない程度の内部圧力で開裂せず、防爆弁の起点となれない。
The thickness of the breaking groove 4 (the remaining thickness of the bottom 4a after processing, t3 in FIG. 4) is in the range of 10 to 100 μm. If the thickness of the breaking
ここで、破断用凹溝4の平面視での形状は、図1では、平面視で楕円形の平坦状凹部3の形状に沿うかたちで、楕円形の環状に形成している。これに対して、図2の態様では、平面視で楕円形の平坦状凹部3の長さが最も長い中央部に沿うかたちで、直線状に形成している。このように、真円状、楕円状などの環状にするか、直線状あるいは曲線状にするか、また、破断用凹溝4を連続させるか、断続的に設けるかなどは、コイニング加工により形成が可能であれば、適宜選択できる。なお、破断用凹溝4は、本発明の課題のようにコイニング加工による形成が難しいため、互いに並列させて2本以上(複数本)設ける必要はなく、基本的に1本のみで良い。この破断用凹溝4を設ける平坦状凹部3内の位置は、図1のように、その中央部や長手方向に亘って延在するようにせずに、平坦状凹部3の平面形状や面積、あるいは取りつけ位置に応じて、適宜選択可能である。
Here, the shape of the breaking
図1、2では、この破断用凹溝4の断面が、この破断用凹溝4の肉厚を規定している平坦状底部4aと、この底部4aより平坦状凹部3の表面まで立ち上がる底部両側の傾斜両側壁4b、4cとで形成される略くさび型(逆台形型)の断面形状をしている。このような略くさび型形状は、コイニング加工により形成しやすいが、成形が可能であれば、半円形、矩形などの、通常、凹溝の断面形状として公知な他の断面形状としても良い。
1 and 2, the cross-section of the breaking
成形補助用凹溝(副スコア):
図1、2において、この破断用凹溝4に対して、この破断用凹溝4よりも厚肉だが、前記平坦状凹部3よりも薄肉な凹溝(副スコア)5が、破断用凹溝4の形成用凹溝として、破断用凹溝4に対して互いに間隔をあけて並列して、前記コイニング加工により設けられている。
Groove for auxiliary molding (sub-score):
1 and 2, the breaking
この凹溝5は、破断用凹溝4をコイニング加工により形成(成形)する際の、成形を補助する役割を果たす。すなわち、この破断用凹溝と同時にコイニング加工により形成され、平坦状凹部3に、破断用凹溝4をコイニング加工する際に、形成する破断用凹溝4の裏側(破断用凹溝加工の底側)に、前記図6で示す「くびれ(へこみ)」が発生するのを防止する。
The
電池ケース蓋の防爆弁の形成方法:
この凹溝5の機能を説明するために、先ず、図5を用いて、前記図1のタイプの環状の破断用凹溝4のコイニング加工方法、すなわち、本発明における電池ケース蓋の防爆弁の形成方法を説明する。
Formation method of explosion-proof valve for battery case lid:
In order to explain the function of the
図5に断面図で示すコイニング加工装置において、先ず、蓋1の平坦状凹部3は、平板である素材アルミニウム合金板を、突起11、12を有さず、アルミニウム合金板と接触する底面側が平坦である金型10(図示しない)によってコイニング加工により形成する。すなわち、蓋1を下方側から基台(剛体)13で支持した上で、前記底面側が平坦である金型10を蓋1の上方から下降あるいは基台13を上昇させて、前記金型10を蓋1表面に押圧し、平坦状凹部3を形成する。
In the coining apparatus shown in the cross-sectional view of FIG. 5, first, the
これに次いで、蓋1の平坦状凹部3に、破断用凹溝4と成形補助用の凹溝5とを図5に示すコイニング加工装置にて形成する。図5おいて、蓋1の平坦状凹部3の上部に配置された金型10には、平坦状凹部3と接触する底面側に、突起11、12が設けられている。この突起11、12は、平坦状凹部3側に点線で示す、形成したい環状の破断用凹溝4と、平坦状凹部3の幅方向の内側に配置された環状の凹溝5との形状、間隔、形成位置とに対応した形状、間隔、位置をしている。そして、平坦状凹部3上で環状(楕円状)に延在する破断用凹溝4と凹溝5に対応して、金型底面上に環状(楕円状)に延在するように設けられている。
Following this, in the flat
なお、突起11、12は、当然ながら形成したい凹溝の断面形状や長手方向の形状に対応させるものであり、前記図2のタイプの直線状の破断用凹溝4、5をコイニング加工する場合には、突起11、12も、これに応じて直線状となる。ちなみに、環状の凹溝5の形成用の突起12の存在を除けば、前記図6の従来公知の破断用凹溝4のコイニング加工方法と、装置的にも操作的にも同じである。
The
凹溝形成用の突起11は平坦状凹部の幅方向の外側の破断用凹溝4の形成(刻印、圧刻)用として、厚さ10〜100μmの肉厚である破断用凹溝に対応した高さを有し、断面形状が前記くさび型形状とをしている。また、凹溝形成用の突起12は平坦状凹部の幅方向の内側の凹溝5の形成(刻印、圧刻)用として、前記破断用凹溝4よりも厚肉だが、前記平坦状凹部3よりも薄肉な凹溝に対応する高さを有し、断面形状が前記くさび型をしている。
The
これら凹溝形成に際しては、蓋1(平坦状凹部3)を下方側からを基台(剛体)13で支持した上で、金型10を下降あるいは基台13を上昇させて、前記金型10の突起11、12を平坦状凹部3表面に押圧していく。そして、破断用凹溝4と互いに間隔をあけて並列した凹溝5とを同時にコイニング加工により形成(刻印、圧刻)していく。
In forming these concave grooves, the lid 10 (flat concave portion 3) is supported from below by a base (rigid body) 13 and then the
成形補助用凹溝5の機能:
破断用凹溝4と互いに間隔をあけて並列した凹溝5とを同時にコイニング加工することによって、コイニング加工時に、前記図6で示した特にたわみやすい平坦状凹部3の幅方向の内側の部分が凹溝5のコイニング加工によって、金型10(突起12)と基台13とで挟持され、拘束されることとなる。これによって、前記平坦状凹部3の「たわみ」が抑制され、金型の突起の下降(押し付け)にて左右に押し分けられるアルミニウム合金材料の移動の仕方が均一化される。これによって、平坦状凹部3や破断用凹溝4の残厚の精度や形状精度の確保が図れる。
The function of the
By simultaneously coining the breaking
このような機能を発揮する必須の条件として、先ず、破断用凹溝4に対して、この破断用凹溝4よりも厚肉だが前記平坦状凹部よりも薄肉とする。この破断用凹溝4よりも薄肉であり、破断用凹溝4と互いに間隔をあけて並列した凹溝5とを同時にコイニング加工すると、コイニング加工時に凹溝5の内側の平坦状の凹部3のたわみが生じ,凹溝5の裏側にくびれが生じてしまう。また、凹溝5が破断用凹溝4よりも先に内圧によって破壊されることとなる。そして、前記平坦状凹部と同じ厚さでは、そもそも凹溝5自体が形成できない。
As an indispensable condition for exhibiting such a function, first, the breaking
また、凹溝5を破断用凹溝4に対して互いに間隔をあけて並列させていないと、破断用凹溝と同時にコイニング加工する際に、凹溝5が、これら凹溝周辺の前記平坦状凹部3を拘束する機能を果たせない。この互いの間隔も、互いに近接させないで離れすぎると、凹溝5がこれら凹溝周辺の平坦状凹部3を拘束する機能が弱くなる。
Further, if the
更に、破断用凹溝4と同時に、コイニング加工により凹溝5を形成することをせず、コイニング加工による凹溝5側の形成に、破断用凹溝4の加工開始に対する「時間的な遅れ」が生じるほど、あるいは破断用凹溝4の加工開始前に先に加工してしまうような「時間的なズレ」が大きいほど、凹溝5がこれら凹溝周辺の平坦状凹部3を拘束する機能が弱くなる。
Further, the
本発明において、成形補助用の凹溝5は、このように破断用凹溝4をコイニング加工により形成する際の、成形を補助する機能を果たすべく設けられる。したがって、前記した特許文献8のように、蓋体の一部に平面視で円形の薄肉部を設け、ここに薄肉の環状凹溝(破断用凹溝)を二つ、間隔をあけて並列させて設けて、これらの互いの厚みを変えて、高圧用安全弁と低圧用安全弁とし、防爆弁)としている方式とは次のように区別される。
In the present invention, the molding assisting
すなわち、特許文献8では、蓋自体や平坦状凹部の厚みも不明であり、これら環状凹溝の肉厚をd1、d2として示しているものの、数値の記載がなく、本発明のような薄さであるのか不明である。また、蓋の材質についても記載がなく、本発明のようなアルミニウム合金か不明である。更に、特許文献8では、円形の内側の方の環状凹溝をより薄肉、外側の方の環状凹溝をより厚肉としている点も異なる。これに対して、本発明では、逆に、図1のように、より厚肉な環状凹溝5の方を、破断用環状凹溝4よりも、平面視で平坦状凹部3の幅方向の内側(内方)に形成する。これも凹溝を図1のような環状とする場合に、凹溝5が前記図6で示した特にたわみやすい平坦状凹部3の幅方向の内側の部分を拘束する機能を強めるためである。特許文献8のように、より厚肉な環状凹溝の方を、破断用凹溝4よりも、平面視で平坦状凹部3の外側(外方)に形成した場合には、この機能が弱まってしまい、前記コイニング加工における、平坦状凹部3や破断用凹溝4の残厚の精度や形状精度の確保が図れなくなる。
That is, in Patent Document 8, the thickness of the lid itself and the flat concave portion is unknown, and although the thickness of these annular concave grooves is indicated as d1 and d2, there is no description of the numerical value, and the thickness as in the present invention is not shown. It is unknown whether it is. Moreover, there is no description about the material of a lid | cover, and it is unknown whether it is an aluminum alloy like this invention. Furthermore, Patent Document 8 is different in that the circular groove on the inner side of the circle is thinner and the ring groove on the outer side is thicker. In contrast, in the present invention, on the contrary, as shown in FIG. 1, the thicker
このように、破断用凹溝4と破断用凹溝の形成用凹溝5とを、平面視で、互いに間隔をあけて並列された略環状に各々形成する図1のような場合には、より厚肉な環状凹溝5の方を、より薄肉な破断用環状凹溝4よりも、平面視で平坦状凹部3の幅方向の内側(内方)にコイニング加工により形成する。これは、前記した通り、凹溝5がこれら凹溝周辺の前記平坦状凹部3を拘束する機能を強めるためであり、破断用凹溝の形成用凹溝5の方を、破断用凹溝4よりも、平面視で平坦状凹部3の外側(外方)に形成した場合にはこの機能が弱まる。
In this way, in the case of FIG. 1 in which the breaking
一方、図2では、破断用凹溝の形成用凹溝5、6を、直線状の破断用凹溝4に対して、その両側に破断用凹溝4を挟む形で2本、コイニング加工により、直線状に互いに間隔をあけて並列して設けている。これも、凹溝5がこれら凹溝周辺の前記平坦状凹部3を拘束する機能を強めるためである。これに対して、破断用凹溝の形成用凹溝5か6のいずれかを、直線状の破断用凹溝4に対して、そのいずれか片側に1本だけ、コイニング加工により、直線状に互いに間隔をあけて並列して設けても良い。このような場合は、直線状の破断用凹溝4に対して、いずれの側にでも、破断用凹溝の形成用凹溝5か6を設けても良い。
On the other hand, in FIG. 2, two
電池ケース蓋の全体形状:
図3は前記図1のタイプの、実際に設計、製造される本発明電池ケース蓋1の、矩形な平板状の直方体からなる全体形状例を、上側に平面図、下側に側面図で各々示している。
Overall shape of battery case lid:
FIG. 3 shows an example of the overall shape of the battery case cover 1 of the present invention actually designed and manufactured of the type shown in FIG. 1, which is a rectangular flat rectangular parallelepiped, with a plan view on the upper side and a side view on the lower side. Show.
電池ケース蓋1の大きさ、形状、面積などは、通常のリチウムイオン二次電池などの仕様(電池ケース本体の仕様)に従う。なお、この電池ケース蓋1が装着される電池ケース本体や、電池ケース蓋1に通常装着されるべき、外部正極、電解液の注入口やカバーなどの他の必要部品の表示も省略している。この図3において、1a、1bは蓋1の幅方向の両側面、1cは底面、1d、1dは蓋1の長手方向の両端部である。
The size, shape, area, and the like of the battery case lid 1 conform to specifications (specifications of the battery case main body) such as a normal lithium ion secondary battery. In addition, the display of the battery case main body to which the battery case lid 1 is attached, and other necessary parts such as the external positive electrode, the electrolyte inlet, and the cover that are normally attached to the battery case lid 1 are also omitted. . In FIG. 3, 1 a and 1 b are both side surfaces in the width direction of the
この図3の電池ケース蓋1における防爆弁構成は前記図1と同じであり、平板状の蓋1の平坦状凹部3の中央部に防爆弁2を備え、この防爆弁2の構造として薄肉な平坦状凹部3が設けられている。そして、この平坦状凹部3により薄肉な破断用環状凹溝4が前記コイニング加工により設けられている。また、成形補助用環状凹溝5の方を、破断用凹溝4よりも、平面視で平坦状凹部3の内側(内方)に、コイニング加工により、平面視で互いに間隔をあけて並列された楕円形状に各々形成している。
The structure of the explosion-proof valve in the battery case lid 1 in FIG. 3 is the same as that in FIG. 1, and the explosion-
ここで、図示しない電池ケース本体は、図3の蓋1に対応する形状をしており、通常は、正面および背面が側面および上下面に比べて広面である偏平形の略直方体(箱体)である。材質は鋼製やSUS製でも良いが、電池ケース蓋1と同じアルミニウム合金板で形成されることが好ましい。また、大きさは通常のリチウムイオン二次電池などの仕様に従うものとする。また、電池ケース本体の板厚は二次電池の仕様や加工方法等によるものであり、特に限定されないが、好ましくは、底面0.5〜1.5mm、正背面および側面0.5〜1.2mmである。電池ケース本体の成形方法としては、板厚0.5〜1.5mmのアルミニウム合金板を、例えば絞り加工等の公知の方法により成形することが挙げられる。 Here, the battery case main body (not shown) has a shape corresponding to the lid 1 of FIG. 3, and is generally a flat, substantially rectangular parallelepiped (box) whose front and back are wider than the side and top and bottom. It is. The material may be steel or SUS, but is preferably formed of the same aluminum alloy plate as the battery case lid 1. Also, the size conforms to the specifications of a normal lithium ion secondary battery. The plate thickness of the battery case body depends on the specifications and processing method of the secondary battery, and is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 1.5 mm on the bottom surface, 0.5 to 1.5 mm on the front and side surfaces, and 0.5 to 1. 2 mm. Examples of the method for forming the battery case body include forming an aluminum alloy plate having a thickness of 0.5 to 1.5 mm by a known method such as drawing.
電池ケース蓋や本体電池ケースのアルミニウム合金板としては、純アルミニウムである1000系合金か、3000(Al−Mn)系合金の中でも高強度なアルミニウム合金が加工性および耐食性の面から好ましい。ただ、使用条件や成形条件によっては、より高強度な5000系や6000系アルミニウム合金を用いても良い。また、適度な内部圧力で開裂させ、また成形も可能とするために、その材料強度は0.2%耐力で40〜140MPaの範囲が好ましい。 As the aluminum alloy plate of the battery case lid or the main battery case, a high-strength aluminum alloy is preferable from the viewpoint of workability and corrosion resistance among 1000 series alloys that are pure aluminum or 3000 (Al-Mn) series alloys. However, higher-strength 5000 series or 6000 series aluminum alloys may be used depending on use conditions and molding conditions. In addition, in order to allow the material to be cleaved with an appropriate internal pressure and to be molded, the material strength is preferably in the range of 40 to 140 MPa with a 0.2% proof stress.
図4は、前記図3の下側の側面図に○印のAで囲んだ防爆弁2の部分を断面図で拡大して示している。そして、下側に、前記断面図の○印のBで囲んだ破断用凹溝4と破断用凹溝の形成用凹溝5の部分を断面図で拡大して示している。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the explosion-
図4の電池ケース蓋1は、厚さ(板厚)t1が1.1mm、平坦状凹部3の厚さ(板厚)t2が110μmである。また、破断用凹溝(主スコア)4の厚さである、コイニング加工後の底4aの残存厚さt3が20μm、成形補助用の凹溝5(副スコア)のコイニング加工後の底5aの残存厚さt4が40μmである。更に、破断用凹溝(主スコア)4のくさび型断面における平坦な底4aの横方向の幅w1が50μm、平坦状凹部3側(上側)の横方向の幅w2が110μmである。また、成形補助用の凹溝5(副スコア)のくさび型断面における平坦な底5aの横方向の幅w3が10μm、平坦状凹部3側(上側)の横方向の幅w4が100μmである。
4 has a thickness (plate thickness) t1 of 1.1 mm, and the
以上、本発明は、薄肉なアルミニウム合金製蓋の破断用凹溝を精度よく加工することができ、破裂する前に確実に開裂する防爆機構を備える電池ケースの蓋の防爆弁の形成方法を提供できる。このため、リチウムイオン二次電池などに好適に使用することができる。 Above, the present invention can be processed accurately breaking groove of thin aluminum alloy lid, the method of forming the explosion-proof valve lid batteries case Ru equipped with explosion-proof mechanism to reliably cleaved prior to rupture Can provide. For this reason, it can be suitably used for a lithium ion secondary battery or the like.
1:電池ケース蓋、2:防爆弁、3:薄肉平坦部、4:破断用凹溝、5、6:成形補助用凹溝、10:金型、11、12:突起、13:基台 1: battery case cover, 2: explosion-proof valve, 3: thin flat portion, 4: breaking groove, 5, 6: molding assisting groove, 10: mold, 11, 12: protrusion, 13: base
Claims (4)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012116482A JP5806641B2 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Method for forming explosion-proof valve for battery case lid |
CN201310186361.5A CN103427059B (en) | 2012-05-22 | 2013-05-20 | The forming method of the explosion-proof valve of battery case and battery case |
KR20130057028A KR101490592B1 (en) | 2012-05-22 | 2013-05-21 | Battery case cover and method for forming an explosion-proof valve of a battery case cover |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012116482A JP5806641B2 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Method for forming explosion-proof valve for battery case lid |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013243075A JP2013243075A (en) | 2013-12-05 |
JP5806641B2 true JP5806641B2 (en) | 2015-11-10 |
Family
ID=49651513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012116482A Expired - Fee Related JP5806641B2 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Method for forming explosion-proof valve for battery case lid |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5806641B2 (en) |
KR (1) | KR101490592B1 (en) |
CN (1) | CN103427059B (en) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6275621B2 (en) * | 2014-10-22 | 2018-02-07 | 株式会社神戸製鋼所 | Construction of container explosion-proof valve |
CN106025115A (en) * | 2016-06-14 | 2016-10-12 | 广州力电宝电子科技有限公司 | Manufacturing method of explosion-proof head cover plate |
JP7025861B2 (en) * | 2017-08-22 | 2022-02-25 | 大和製罐株式会社 | Seal plate |
JP6780664B2 (en) * | 2017-12-05 | 2020-11-04 | 日本軽金属株式会社 | Aluminum alloy plate for battery lid for molding of integrated circular explosion-proof valve and its manufacturing method |
CN108500106B (en) * | 2018-04-17 | 2024-02-02 | 武汉孚安特科技有限公司 | Preparation method of 304 stainless steel explosion-proof shell of lithium thionyl chloride battery |
CN110061173A (en) * | 2019-05-21 | 2019-07-26 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | A kind of explosion-proof valve block and preparation method thereof, the battery comprising this explosion-proof valve block |
CN112448097B (en) * | 2019-09-04 | 2022-11-04 | 东莞新能源科技有限公司 | Explosion-proof valve and battery pack |
CN112024683A (en) * | 2020-08-17 | 2020-12-04 | 西安航天动力机械有限公司 | Thin-wall flat-bottom plug cover with weakening groove and forming mold and method thereof |
DE102021116766A1 (en) | 2021-06-30 | 2023-01-05 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Bursting plates for a vehicle battery, bursting device, method and vehicle battery |
CN113477803B (en) * | 2021-07-01 | 2023-04-07 | 深圳市腾鑫精密电子芯材科技有限公司 | Marking line processing die and technology of steel reinforcing sheet for 5G chip circuit board |
CN216450731U (en) * | 2021-10-12 | 2022-05-06 | 厦门海辰新能源科技有限公司 | Explosion-proof sheet of secondary battery and secondary battery |
WO2023176499A1 (en) * | 2022-03-18 | 2023-09-21 | 株式会社村田製作所 | Battery safety mechanism and battery |
CN115133217A (en) * | 2022-05-27 | 2022-09-30 | 上海交通大学 | Automobile battery active safety valve based on shape memory alloy circular ring and lithium battery |
CN217427007U (en) * | 2022-06-15 | 2022-09-13 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Pressure release structure, battery monomer, battery and power consumption device |
CN117096543B (en) * | 2023-10-18 | 2024-02-20 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | Battery, battery module and battery pack |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2653833B2 (en) * | 1988-06-07 | 1997-09-17 | 旭化成工業株式会社 | Sealed battery |
JPH10156443A (en) * | 1996-11-27 | 1998-06-16 | Konno Kogyosho:Kk | Safety valve of metal container |
JP3771366B2 (en) * | 1998-01-12 | 2006-04-26 | 三菱電線工業株式会社 | Sealed battery |
JP4288538B2 (en) * | 1998-10-06 | 2009-07-01 | 東芝電池株式会社 | Cylindrical battery |
JP2001023595A (en) * | 1999-07-08 | 2001-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Explosion protecting safety valve for sealed battery and its manufacture |
JP2002083578A (en) * | 2000-09-06 | 2002-03-22 | Toyo Kohan Co Ltd | Safety valve device for sealed container and sealed battery using the same |
JP2003297323A (en) * | 2002-04-04 | 2003-10-17 | Alps Electric Co Ltd | Safety device for secondary battery |
JP5096671B2 (en) * | 2005-09-13 | 2012-12-12 | 日立マクセルエナジー株式会社 | Sealed prismatic battery |
KR101011179B1 (en) * | 2005-09-13 | 2011-01-26 | 히다치 막셀 가부시키가이샤 | Sealed and square type battery |
JP5503101B2 (en) * | 2007-06-22 | 2014-05-28 | 株式会社神戸製鋼所 | Battery case |
JP2009289637A (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Toyota Motor Corp | Sealed battery and manufacturing method therefor |
US20110305946A1 (en) * | 2009-03-04 | 2011-12-15 | Kenshiro Moride | Sealed battery and method of producing sealed battery |
JP5129280B2 (en) * | 2010-02-26 | 2013-01-30 | 日立ビークルエナジー株式会社 | Secondary battery |
US9287539B2 (en) * | 2010-10-13 | 2016-03-15 | Soode Nagano Co., Ltd. | Manufacturing method for battery case lid including explosion-proof valve |
-
2012
- 2012-05-22 JP JP2012116482A patent/JP5806641B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-05-20 CN CN201310186361.5A patent/CN103427059B/en not_active Expired - Fee Related
- 2013-05-21 KR KR20130057028A patent/KR101490592B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20130130643A (en) | 2013-12-02 |
CN103427059A (en) | 2013-12-04 |
CN103427059B (en) | 2016-08-03 |
JP2013243075A (en) | 2013-12-05 |
KR101490592B1 (en) | 2015-02-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5806641B2 (en) | Method for forming explosion-proof valve for battery case lid | |
JP5503101B2 (en) | Battery case | |
JP5250138B2 (en) | Battery case lid | |
KR101643091B1 (en) | Method of forming a prismatic battery case | |
JP2015015098A (en) | Battery case and method of forming safety valve for battery case | |
US9716260B2 (en) | Battery case | |
JP5276685B2 (en) | Battery case lid manufacturing method | |
WO2000069004A1 (en) | Square cell container and method of manufacturing the cell container | |
JPH11273640A (en) | Sealing plate of sealed battery and its manufacture | |
JP2008159313A (en) | Safety valve structure for secondary battery, and manufacturing method therefor | |
JP5542192B2 (en) | Battery case lid | |
TW201515734A (en) | Method for cold-forging thin-walled portion and explosion-proof valve | |
JP2012104473A (en) | Battery case lid manufacturing method and battery case lid | |
JP2015099747A (en) | Sealed battery | |
JP2004111155A (en) | Safety device for battery and manufacturing method of the same | |
JP5237341B2 (en) | Battery safety valve | |
JP5675864B2 (en) | Battery safety valve manufacturing method and manufacturing apparatus | |
JP4676947B2 (en) | Sealed battery safety valve | |
JP2010167474A (en) | Method for manufacturing rivet terminal | |
JP2012243433A (en) | Power supply unit and manufacturing method of the same | |
WO2023276558A1 (en) | Battery case | |
JP2022119586A (en) | Can lid and manufacturing method of the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140901 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150427 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150803 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150901 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150904 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5806641 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |