JPH01309253A - 密閉電池 - Google Patents

密閉電池

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JPH01309253A
JPH01309253A JP63138275A JP13827588A JPH01309253A JP H01309253 A JPH01309253 A JP H01309253A JP 63138275 A JP63138275 A JP 63138275A JP 13827588 A JP13827588 A JP 13827588A JP H01309253 A JPH01309253 A JP H01309253A
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功 栗林
Toshiharu Yamamoto
敏治 山本
Takayuki Nakajima
孝之 中島
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    • 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
    • H01M50/342Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、防爆型の密閉電池に関する。更に詳しくは、
両端が半円弧状の楕円形の金属製電池缶の底部に切欠を
施した防爆密閉電池に関する。
[従来の技術] 従来、密閉型電池においては、電池内圧力が電池缶ある
いは電池封口部の限界耐圧以上になって爆発を引き起こ
さないように、あらかじめ特定の切込部を設け、切裂に
より、圧力を開放する提案が種々なされている。密閉型
アルカリボタン電池に十字形の切込みを設は交点の肉厚
を制御する方法(実公昭58−17332号)、偏平形
密閉電池に関し、電池缶内の圧力が上昇した際の応力が
もっとも集中する部分の耐圧を他の部分に対し、相対的
に下げる目的で切欠を設す方法(実開昭60−6597
0号)、電池容器の底部に溝を形成するにあたり、底部
に平坦部を有し、底部中心に交点を持つ溝を形成する方
法(特開昭63−86244号、特開昭63−8624
6号)、電池容器の底部の内面側に溝をつける方法(特
開昭63−86245号)等がある。また、電池内ガス
圧上昇時に作動する各種の過圧放出安全弁も提案されて
いる。特開昭62−90863号の如く、正極にリチウ
ム複合金属酸化物を用い、負極に特定カーボン質を用い
、過塩素酸リチウムを電解質とし、プロピレンカーボネ
ートを溶媒とする非水系二次電池の場合には、通常使用
時には全く圧力が電池缶内にかからない。両極活物質や
電解質が水分、酸素と反応すると性能が低下することか
ら、安全弁は不適であり、電池容器をハーメチックシー
ルにより封口し、完全密閉構造を採用することが好まし
い。しかし密閉性が高まり、貯蔵性に優れる反面、高温
加熱されたり、高電圧で充電される等の異常環境下では
、電池内部圧力が上昇し、電池が破裂音を伴って破裂し
、電池内容物が飛散して電池使用の本体機器に損傷を与
えるおそれがある。このハーメチックシール封口の密閉
電池にも切欠を施し、防爆機能を備える必要がある。
従来、防爆用の切欠を形成するにあたりプレス加工が採
用されているが、ステンレススチール缶の場合、溝部が
加工硬化を起こし、焼鈍しなけれは、防爆機能の作動圧
力が安定しなかった。溝部を鋭利なV字状にすると切裂
しやすい利点があるが、加工用ポンチの耐久性が低い欠
点を有する。
溝部底部に0.1〜0.2mmの丸みをつける方法(実
公昭58−26460号)もあるが、圧力上昇に鋭敏に
感応しにくくなる。
[発明が解決しようとする課題] 電池缶底部が負極端子として機能する電池では、十字状
切込では正極表示とまぎられしく不適当であり、また応
力の集中する部分に切欠を施すだけでは、通常時に全く
圧力のかからない電池では、安定した切裂開放圧力が得
られない。
また特に通常使用時に全く圧力が電池缶内にかからない
特開昭62−90863号の如き非水系二次電池の場合
、従来の円筒型ニッケルカドミニウム電池の2ないし3
個のスペースにはめ込み、高容量とするのに両端が半円
弧状の楕円形の電池缶は有用であるが、従来の技術では
、安定した防爆機能を発揮させることができなかった。
筒便であり、かつ経済性の高いプレス加工方法によって
、電池内圧の上昇に対応して安全性の確保される圧力範
囲て、所望の位置を切裂させ、しかも通常の使用時には
、作動しないような切欠部を設けることが必要である。
本発明は、通常時全く圧力のかからない電池でも、異常
圧力上昇時、所定の個所を所望の圧力で切裂できる切欠
構造を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 木発明は底部の両端部が半円弧状である金属製電池缶か
らなる密閉電池において、底部には二つの半円の中心を
結ぶ方向に伸□びた直線部と直線部の両端部または両端
部の近傍において分岐したそれぞれ少なくとも二つの分
岐部とを有する切欠溝が設けられ、直線部の長さ℃が、
底部の短径をa、長径をbとしてb<2aの場合 0.
5 (b−a)≦l≦b−a、 b≧2aの場合 0.
3b−0,1a≦℃≦0.9 (b−a)であることを
特徴とする。
木発明においてはステンレススチール、ニッケルメッキ
加工炭素鋼等の金属製の両端が半円弧状の楕円形の電池
缶の底板の両面に切欠部を設ける。本発明における楕円
筒電池缶とは、缶の底部は両端が半円弧状であり、その
中間は直線またはゆるい弧であってもよい。切欠部は底
板の中心を通って直線状に設けられ、かつ直線部分の両
端には、少なくとも二つの直線または円弧の分岐部分が
設けられる。
分岐部は直線部に対して対称に位置し、その分岐先端は
、それぞれ直線部に対し120度以上160度以内、好
ましくは130度以上145度以内にある。
本発明において、直線切欠溝の長さρは特に重要である
。底部の短径をa、長径をbとした時、b<2aの場合
には0.5 (b−a)≦℃≦b−aとする必要がある
。λの値がこの範囲外であると、電池缶内の圧力によっ
て生じた切欠部の変形が直線部の中央に集中せず、従っ
て、切裂が安定に行われない。底部の長径が長く、b≧
28の場合には、安定な切裂のために必要な直線部の長
さは0Jb−0,1a≦l≦0.9 (b−a)である
。直線部は底部の中心を通り、かつ中心に対して均等の
長さを有することが望ましい。
分岐部は直線部に応力を集中させるために設けられる。
そのような効果を発揮するために、分岐部先端から分岐
点までの直線距離は0.2a以上0.55a以下とする
また分岐部分は、破線状であってもよく直線部分とは必
ずしも結節していなくてもよい。両面に設けられた切欠
部断面は電池缶内側の切欠溝は缶外側の切欠溝に比して
浅くかつ溝幅は広い。かかる切欠付与により、プレス加
工の溝加工用ポンチの耐久性が、片面のみに切欠をつけ
る場合に比して著しく向上する。
缶外側の切欠溝の先端は、0.01〜0.04mmRの
丸味を帯びていてもよい。
切欠部の肉厚を20μm〜50μmの範囲で変えて電池
缶内圧15〜45kg/clI2の圧力範囲の所望の作
動圧力とする。
[作 用] 本発明により電池缶底部の中心付近で安定して切裂させ
ることができる。分岐の切欠きは、切欠部の圧力による
変形を所定の長さを有する直線部分中央に集中させる役
割をはたし、さらに両面の切欠により再現よく中心部を
切裂させる。
[実施例] つぎに実施例をあげて本発明を説明する。
実施例1 ステンレススチール製の厚さ0.3mmの有底楕円筒缶
の底部に、プレス加工により切欠部を形成した。第1図
は、電池内容物の記載を省いた電池容器全体の断面図を
示す。図において、1は電池缶で、厚さをやや誇張して
示しである。2はガラス−メタル封口蓋である。第2図
は電池缶の底面図、第3図および第4図はそれぞれ第2
図のX−X’線に沿った断面の拡大図、およびY−Y’
線に沿った断面図である。底部には直線部3および直線
部3の両端にそれぞれ対称に設けた円弧状の分岐部4か
らなる切欠溝が設けられている。
缶底の短径a−10mm、長径b−37mmに対して直
線部分3の長さ20mm 、分岐部分4の長ざ5n++
nとした。
第3図の電池缶内側の切欠溝幅Cは0.79mm、電池
缶外側の切欠溝幅dは0.36mmであった。薄肉部5
の厚さtは31μmnであつ′た。第5図には、分岐先
端の直線部に対する角度を示し、その角度αは135度
であった。空気圧により、内容物を未充填の電池缶内に
圧力をかけ、電気缶底部が切裂する圧力を求めたところ
10ケすべてが31kg/cm2〜36kg/cm2の
範囲に入り、直線部の中央部で切裂した。
実施例2 ニッケルメッキ加工炭素vA製の厚さ0.3n+mのイ
〒底楕円筒缶の底部に、プレス加工により切欠部を形成
した。第6図に切欠部が設けられた電池缶底部を示す。
切欠溝は直線部3と、対称な直線状の分岐部6からなっ
ている。缶底の短径10mm、長径37+nmに対して
直線部分3の長さ18mm、分岐部分6の長さ5mmと
した。電池缶内側の切欠?t4幅は、0.80mm、電
池缶外側の切欠溝幅は、0.36mmであった。薄肉部
の肉厚は′、31μmであった。分岐先端の直線部に対
する角度は135度であった。空気圧により電池缶底部
が切裂する圧力を求めたところ、10ケすべてが24k
g/cm2−28kg/cm2の範囲に入り、基幹直線
中央部で切裂した。
分岐切欠溝が弧状であっても、直線であっても、安定な
切裂のためには分岐部は直線部に関して対称位置に設け
られるのがよい。さらに分岐部先端と分岐点を結ぶ直線
が、直線切欠溝となす角は120度以上160度以下で
あることが望ましく、130度以上145度以下である
ことが特に望ましい。この角度が120度未満または1
60度をこえる場合は直線切欠溝中央部における安定し
た切裂は生じない。
比較例1 ステンレススチール製の厚さOJmmの有底楕円筒缶ノ
底部に、プレス加工により切欠部を第7図の如く形成し
た。切欠溝は1本の直線溝7とした。直線溝7の長さは
l 6n+mであった。第8図の如く、缶内側のみに切
欠をつけ切欠溝幅eは0.42mmであった。薄肉部8
の厚さは、30μmであった。
空気圧による内容物未充填物の缶の圧力テストの結果は
31kg/cm2〜40kg/cm2と変動した上に、
開裂位置は一定せず、缶中央部と直線部の両末端付近と
があった。
[発明の効果コ 以上、説明したように、本発明では、所定の長さを有す
る直線部分の両面に欠点を有し、電池缶内側の切欠溝が
缶外側の切欠溝より大きくし、直線部分の両端に所定の
角度の分岐をつけることにより、所望の圧力で切裂する
ことができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例の電池容器の断面図、第2図は電
池容器の底面図、 第3図および第4図はそれぞれ第2図の×−x′線に沿
った拡大断面図およびY−Y″線に沿った断面図、 第5図は分岐切欠溝と直線切欠溝の角度を示す平面図、 第6図は本発明の他の実施例の底面図、上 第7図は比較例の/面図、 第8図は第8図のX7X’線に沿った拡大断面図である
。 1・・・電池缶、 2・・・ガラス−メタルシール付電池封口蓋、3・・・
切欠溝、 4・・・分岐切欠溝、 5・・・薄肉部。 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)底部の両端部が半円弧状である金属製電池缶からな
    る密閉電池において、前記底部には前記二つの半円の中
    心を結ぶ方向に伸びた直線部と該直線部の両端部または
    両端部の近傍において分岐したそれぞれ少なくとも二つ
    の分岐部とを有する切欠溝が設けられ、前記直線部の長
    さ1が、前記底部の短径をa、長径をbとしてb<2a
    の場合0.5(b−a)≦l≦b−a、b≧2aの場合
    0.3b−0.1a≦l≦0.9(b−a)であること
    を特徴とする密閉電池。 2)前記切欠溝の直線部は前記底部の両面に切欠きされ
    、電池缶内側の切欠溝幅が缶外側の切欠溝幅より大きい
    ことを特徴とする請求項1に記載の密閉電池。
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