JPH03225746A - 角形有機電解液電池 - Google Patents
角形有機電解液電池Info
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- JPH03225746A JPH03225746A JP2017773A JP1777390A JPH03225746A JP H03225746 A JPH03225746 A JP H03225746A JP 2017773 A JP2017773 A JP 2017773A JP 1777390 A JP1777390 A JP 1777390A JP H03225746 A JPH03225746 A JP H03225746A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
- H01M50/3425—Non-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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- H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
-
- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は発電要素を収納した角形金属ケースと弁孔を有
する蓋体とを、熱接着性樹脂により接着することにより
、密封口した角形有機電解液電池に関する。
する蓋体とを、熱接着性樹脂により接着することにより
、密封口した角形有機電解液電池に関する。
（従来の技術）
近年、ポータプル電子機器の小型化、薄形化が進むとと
もに、その電源として用いる密閉式電池に対しても、小
型で容量密度の大きいものが要求されるようになってき
た。特に機器と一体に組み込まれて長期間使用・される
ことが多い電池、例えば密閉式アルカリ蓄電池、あるい
はリチウム電池などにおいて、従来の円筒形、ボタン形
の電池よりも収納スペース効率のよい小型の角形、薄形
電池への要望が強まり、その具体化が進められ、既にい
くつか商品化されている。例えばｐｂ−ＰｂＯ２電池、
Ｃｄ−Ｎｉ００Ｈ電池に代表される小型密閉式電池の場
合、容量効率を低下させずに、過充電、過放電時に発生
するガス（酸素、水素等）に耐えるものとするために、
金属製の電池容器に蓋体を嵌合し、その接合部をレーザ
ー溶接により密封口した構造が一般的に採用されている
。
もに、その電源として用いる密閉式電池に対しても、小
型で容量密度の大きいものが要求されるようになってき
た。特に機器と一体に組み込まれて長期間使用・される
ことが多い電池、例えば密閉式アルカリ蓄電池、あるい
はリチウム電池などにおいて、従来の円筒形、ボタン形
の電池よりも収納スペース効率のよい小型の角形、薄形
電池への要望が強まり、その具体化が進められ、既にい
くつか商品化されている。例えばｐｂ−ＰｂＯ２電池、
Ｃｄ−Ｎｉ００Ｈ電池に代表される小型密閉式電池の場
合、容量効率を低下させずに、過充電、過放電時に発生
するガス（酸素、水素等）に耐えるものとするために、
金属製の電池容器に蓋体を嵌合し、その接合部をレーザ
ー溶接により密封口した構造が一般的に採用されている
。
レーザー溶接は溶接部周辺を加熱させずに微細な溶接が
できる反面、レーザー・ビームは微細径で直進するため
、接合部の嵌合精度が問題になり、金属ケースや蓋体の
寸法精度が低くくばらつきが大きい場合は、溶接不良の
原因となった。またレーザー溶接で電池封口を行なう場
合は、レーザー溶接装置といった高価な設備が必要であ
り、これらのことから角形電池は他の方法での封口が検
討されてきている。
できる反面、レーザー・ビームは微細径で直進するため
、接合部の嵌合精度が問題になり、金属ケースや蓋体の
寸法精度が低くくばらつきが大きい場合は、溶接不良の
原因となった。またレーザー溶接で電池封口を行なう場
合は、レーザー溶接装置といった高価な設備が必要であ
り、これらのことから角形電池は他の方法での封口が検
討されてきている。
そのひとつが、金属製角形ケースと蓋体とを熱接着性樹
脂により接着することで密封口した電池である。この方
法は発電要素を収納した角形金属ケースと蓋体との間に
熱接着性樹脂を介在させ、加熱加、圧を施すだけで密封
口が行える。この場合、レーザー溶接待要求された角形
金属ケース及び蓋体の高い寸法精度は必要がない。
脂により接着することで密封口した電池である。この方
法は発電要素を収納した角形金属ケースと蓋体との間に
熱接着性樹脂を介在させ、加熱加、圧を施すだけで密封
口が行える。この場合、レーザー溶接待要求された角形
金属ケース及び蓋体の高い寸法精度は必要がない。
また、この電池はメモリーバックアップ用の電源からカ
メラ用電源として用途が考えられている。
メラ用電源として用途が考えられている。
これらの用途に使用される場合は、長期にわたって安定
した密封性が要求されるが、熱接着性樹脂で角形電池ケ
ースと蓋体とを接着することで、この要求を満足してい
る。しかし、電池内部短絡、外部短絡、組電池にした場
合の過放電、漏れ電流による充電等が起こった場合には
、電池内部にガの スが発生が起こり、電池内圧が異常に上昇し電池が破裂
し、危険なものであった。
した密封性が要求されるが、熱接着性樹脂で角形電池ケ
ースと蓋体とを接着することで、この要求を満足してい
る。しかし、電池内部短絡、外部短絡、組電池にした場
合の過放電、漏れ電流による充電等が起こった場合には
、電池内部にガの スが発生が起こり、電池内圧が異常に上昇し電池が破裂
し、危険なものであった。
そこで、特開昭８４−８４５７１号公報に開示された第
４図に示すような構造の安全弁、特開平１−１５１１５
２号公報に開示された第“５図に示すような構造の安全
弁を用い、電池内圧が上昇した場合動作して、電池内の
圧力上昇を抑える方法がとられている。
４図に示すような構造の安全弁、特開平１−１５１１５
２号公報に開示された第“５図に示すような構造の安全
弁を用い、電池内圧が上昇した場合動作して、電池内の
圧力上昇を抑える方法がとられている。
すなわち、第４図に示す安全弁は、弁孔４４のあいた封
口板４１に、金属と樹脂のラミネートフィルムからなる
弁体４３を貼り、ガス抜き孔を有するキャップ４２を介
して封口板４１の周縁部をかしめ固定している。この安
全弁により、電池内圧が上昇した場合は弁体４３が破れ
ガスを抜き圧力上昇を抑えている。
口板４１に、金属と樹脂のラミネートフィルムからなる
弁体４３を貼り、ガス抜き孔を有するキャップ４２を介
して封口板４１の周縁部をかしめ固定している。この安
全弁により、電池内圧が上昇した場合は弁体４３が破れ
ガスを抜き圧力上昇を抑えている。
また第５図に示す安全弁は、弁孔５２のある封口板５１
に金属と熱可塑性樹脂とのラミネートフィルムからなる
弁蓋５３を接着固定している。これにより電池温度上昇
、内圧上昇した場合、弁蓋５３と封口板５１との間が剥
れ、ガスを抜き内圧上昇を抑えている。
に金属と熱可塑性樹脂とのラミネートフィルムからなる
弁蓋５３を接着固定している。これにより電池温度上昇
、内圧上昇した場合、弁蓋５３と封口板５１との間が剥
れ、ガスを抜き内圧上昇を抑えている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、前記安全弁の構造を角形電池に応用しよ
うとしても、密封性の上でいくつかの課題が発生する。
うとしても、密封性の上でいくつかの課題が発生する。
まず、第４図に示す安全弁の構造では、密封性は封口板
４１を弁体４３とキャップ４２とを介してかしめ、弁体
４３の樹脂部に圧縮を加えることで得ている。ところが
角形電池では、角形の封目板の周縁部をかしめる時、辺
の部分とコーナーの部分とで応力のかかりかたが異なり
、変形率も異なることから、弁体樹脂部に均一な圧縮を
与えることができず、密封性が低下してしまう。
４１を弁体４３とキャップ４２とを介してかしめ、弁体
４３の樹脂部に圧縮を加えることで得ている。ところが
角形電池では、角形の封目板の周縁部をかしめる時、辺
の部分とコーナーの部分とで応力のかかりかたが異なり
、変形率も異なることから、弁体樹脂部に均一な圧縮を
与えることができず、密封性が低下してしまう。
また第５図に示す安全弁の構造では、接着により弁蓋５
３を封口板５１に密着しているが、密封性を考えた場合
には、強固な接着力と接着面積を有さなければならない
。特に接着面積は電池内電解液の飛散、電池外部からの
水分侵入を抑える意味で重要である。このような場合、
電池内圧で封目板５１と弁蓋５２とが剥離するには、大
きな弁孔５２が必要となる。角形電池の場合、円筒形に
比べ薄くなるということが有利な点であり、封口板５１
は長方形になるものが多い。しかし、大きな弁孔５２を
あけた場合短辺方向で接着面積中を大きくとれず、電池
内電解液の飛散、外部からの水分侵入が起こり、電池の
信頼性に課湖が生じた。
３を封口板５１に密着しているが、密封性を考えた場合
には、強固な接着力と接着面積を有さなければならない
。特に接着面積は電池内電解液の飛散、電池外部からの
水分侵入を抑える意味で重要である。このような場合、
電池内圧で封目板５１と弁蓋５２とが剥離するには、大
きな弁孔５２が必要となる。角形電池の場合、円筒形に
比べ薄くなるということが有利な点であり、封口板５１
は長方形になるものが多い。しかし、大きな弁孔５２を
あけた場合短辺方向で接着面積中を大きくとれず、電池
内電解液の飛散、外部からの水分侵入が起こり、電池の
信頼性に課湖が生じた。
すなわち、電池内部からの電解液の飛散は、電池放電容
量に影響を及ぼし、長期使用中に放電容量の低下をまね
く。また電池外部からの水分の侵入は、電池負極作用物
質である軽金属と反応し、水素ガスを発生させ、内圧上
昇と放電容量の低下を引き起こすという解決すべき課題
を生じた。
量に影響を及ぼし、長期使用中に放電容量の低下をまね
く。また電池外部からの水分の侵入は、電池負極作用物
質である軽金属と反応し、水素ガスを発生させ、内圧上
昇と放電容量の低下を引き起こすという解決すべき課題
を生じた。
本発明は角形金属ケースと蓋体との間に、金属箔と樹脂
の２層ラミネートフィルムを挾持した断面凹字形の弁体
を用いることで、前記課題を解決し、信頼性、安全性の
高い有機電解液電池を提供するものである。
の２層ラミネートフィルムを挾持した断面凹字形の弁体
を用いることで、前記課題を解決し、信頼性、安全性の
高い有機電解液電池を提供するものである。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明は、正極と軽金属負極と有機電解液とからなる発
電要素を、角形金属ケースに収納し、該角形金属ケース
と蓋体とを、熱接着性樹脂により接着することで密封口
した角形有機電解液電池において、該蓋体が断面凹字形
で底面に弁孔を有し、該弁孔を常時閉塞する弁体が、接
着性の樹脂層と金属箔との二層からなり、該弁体の樹脂
層が該蓋体に沿って断面凹字形に接着されていることを
特徴とする角形有機電解液電池である。
電要素を、角形金属ケースに収納し、該角形金属ケース
と蓋体とを、熱接着性樹脂により接着することで密封口
した角形有機電解液電池において、該蓋体が断面凹字形
で底面に弁孔を有し、該弁孔を常時閉塞する弁体が、接
着性の樹脂層と金属箔との二層からなり、該弁体の樹脂
層が該蓋体に沿って断面凹字形に接着されていることを
特徴とする角形有機電解液電池である。
第１図（イ）は本発明電池に用いる安全弁のＡ−Ａ線断
面図である。底面に弁孔４を有する凹字形蓋体１と金属
ケース２とが、第１図（ハ）のように、接着性の樹脂層
１０と金属箔１１の二層からなる弁体３を、凹字形に接
着挾持している。第１図（ロ）は安全弁を上から見た平
面図で、斜線の部分か弁体３と蓋体１との接着部分であ
る。電池の短辺方向は蓋体１の立上り部５まで弁体３か
接着され、金属ケース２に挾持されている。
面図である。底面に弁孔４を有する凹字形蓋体１と金属
ケース２とが、第１図（ハ）のように、接着性の樹脂層
１０と金属箔１１の二層からなる弁体３を、凹字形に接
着挾持している。第１図（ロ）は安全弁を上から見た平
面図で、斜線の部分か弁体３と蓋体１との接着部分であ
る。電池の短辺方向は蓋体１の立上り部５まで弁体３か
接着され、金属ケース２に挾持されている。
（作 用）
本発明の電池の安全弁は前記のような構造をとることに
より、電池が内圧上昇を起した場合でも、弁体が破れ内
圧上昇を抑えることができる。
より、電池が内圧上昇を起した場合でも、弁体が破れ内
圧上昇を抑えることができる。
また、立上り部分まで弁体が接着されているので、蓋体
の短辺方向での接着面積巾が大きくとれ、電池内からの
電解液の飛散、電池外部からの水分の侵入を防ぐことが
できる。
の短辺方向での接着面積巾が大きくとれ、電池内からの
電解液の飛散、電池外部からの水分の侵入を防ぐことが
できる。
（実施例）
以下、実施例により本発明とその効果を詳述する。
第１図は本発明による安全弁のＡ−Ａ線断面図（イ）と
平面図（ロ）と要部拡大図（ハ）である。
平面図（ロ）と要部拡大図（ハ）である。
蓋体１はステンレススチール製で、絞り加工により周縁
部に立ち上がり部５を有し、外形寸法は１６■３ｘ５．
２ｍｍ５立ち上がり部５は２．５報とした。その底面中
央部には直径５ｗの弁孔４があけてあろう弁体３は厚さ
０．０３ｍｍのアルミニウム箔１１に０．０３ｍｍの変
性ポリプロピレンからなる熱接着性の樹脂をラミネート
した樹脂層１ｏで、弁孔４がら両側３ｍＩＩと蓋体１の
立ち上がり部５の上面までの寸法に切断しておき、加熱
加圧することで蓋体１と接着する。この安全弁は電池内
圧が２５〜３０ｋｇｒ／ｃシで動作する。
部に立ち上がり部５を有し、外形寸法は１６■３ｘ５．
２ｍｍ５立ち上がり部５は２．５報とした。その底面中
央部には直径５ｗの弁孔４があけてあろう弁体３は厚さ
０．０３ｍｍのアルミニウム箔１１に０．０３ｍｍの変
性ポリプロピレンからなる熱接着性の樹脂をラミネート
した樹脂層１ｏで、弁孔４がら両側３ｍＩＩと蓋体１の
立ち上がり部５の上面までの寸法に切断しておき、加熱
加圧することで蓋体１と接着する。この安全弁は電池内
圧が２５〜３０ｋｇｒ／ｃシで動作する。
第２図は本発明の電池縦断面図を示す。７は二酸化マン
ガンを主成分とする正極で、８はリチウムよりなる負極
である。この両極の間にポリプロピレン不織布からなる
セパレータ９を介在させ、これらを積層することで電極
群としている。２はステンレス鋼を深絞りしてなる角形
金属ケースで、この中に１モル／ρの過塩素酸リチウム
を１．２−ジメトキシエタンとプロピレンカーボネート
の混合溶媒中に溶解させた電解液を入れ、電極群を挿入
し、前記安全弁体３付き蓋体１をのせ、熱接着性の接着
剤６を角形金属ケース２と蓋体１との間に介在させ、周
囲から加熱することで角形金属ケース２と蓋体１とを接
着し、本発明の角形有機電解液電池（Ａ）を製造してい
る。
ガンを主成分とする正極で、８はリチウムよりなる負極
である。この両極の間にポリプロピレン不織布からなる
セパレータ９を介在させ、これらを積層することで電極
群としている。２はステンレス鋼を深絞りしてなる角形
金属ケースで、この中に１モル／ρの過塩素酸リチウム
を１．２−ジメトキシエタンとプロピレンカーボネート
の混合溶媒中に溶解させた電解液を入れ、電極群を挿入
し、前記安全弁体３付き蓋体１をのせ、熱接着性の接着
剤６を角形金属ケース２と蓋体１との間に介在させ、周
囲から加熱することで角形金属ケース２と蓋体１とを接
着し、本発明の角形有機電解液電池（Ａ）を製造してい
る。
比較例電池
弁体の構成は本発明例と同じで、切断寸法を弁孔から両
側３ｍｍ、蓋体の立ち上がり部の下面までとし、その他
はすべて本発明の実施例と同方法で同形の比較例電池（
Ｂ）を製造した。
側３ｍｍ、蓋体の立ち上がり部の下面までとし、その他
はすべて本発明の実施例と同方法で同形の比較例電池（
Ｂ）を製造した。
以上２種の角形有機電解液電池（Ａ） 、（Ｂ）を各々
３０個を８０℃に貯蔵し、電解液の飛散による重量減を
測定し、３０個の平均値を第３図に示す。本発明電池（
Ａ）ではほとんど変化がないが、比較例電池（Ｂ）では
大きな重量減を示す。これは弁孔と弁体の接着面積巾の
少な・い部分があり、ここから電解液の飛散が起ってい
るからである。
３０個を８０℃に貯蔵し、電解液の飛散による重量減を
測定し、３０個の平均値を第３図に示す。本発明電池（
Ａ）ではほとんど変化がないが、比較例電池（Ｂ）では
大きな重量減を示す。これは弁孔と弁体の接着面積巾の
少な・い部分があり、ここから電解液の飛散が起ってい
るからである。
［発明の効果］
以上のように、本発明の弁体を角形金属ケースと断面凹
字形の蓋体とで挾持した構造の安全弁を用いた角形非水
電解液電池は、密封性に優れた信頼性の高いものである
。
字形の蓋体とで挾持した構造の安全弁を用いた角形非水
電解液電池は、密封性に優れた信頼性の高いものである
。
第１図（イ）は本発明の実施例電池の安全弁のＡ−Ａ線
断面図、（ロ）は上から見た平面図、（ハ）は安全弁の
要部拡大断面図である。 第２図は本発明電池の縦断面図、第３図は貯蔵日数と電
池の重量減との特性図である。第４図、第５図は従来電
池の安全弁の断面図である。 １・・・蓋体 ２・・・金属ケース ３・・・弁体 ５・・・立上がり部 ｌＯ・・・樹脂層 １１・・・金属箔
断面図、（ロ）は上から見た平面図、（ハ）は安全弁の
要部拡大断面図である。 第２図は本発明電池の縦断面図、第３図は貯蔵日数と電
池の重量減との特性図である。第４図、第５図は従来電
池の安全弁の断面図である。 １・・・蓋体 ２・・・金属ケース ３・・・弁体 ５・・・立上がり部 ｌＯ・・・樹脂層 １１・・・金属箔
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 正極と軽金属負極と有機電解液とからなる発電要素を
、角形金属ケースに収納し、該角形金属ケースと蓋体と
を、熱接着性樹脂により接着することで密封口してなる
角形有機電解液電池において、 該蓋体が断面凹字形で底面に弁孔を有し、該弁孔を常時
閉塞する弁体が、接着性の樹脂層と金属箔との、二層か
らなり、該弁体が該蓋体に 沿って断面凹字形に接着されていることを特徴とする角
形有機電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017773A JPH03225746A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 角形有機電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017773A JPH03225746A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 角形有機電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03225746A true JPH03225746A (ja) | 1991-10-04 |
Family
ID=11953036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017773A Pending JPH03225746A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 角形有機電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03225746A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5595835A (en) * | 1993-07-22 | 1997-01-21 | Japan Storage Battery Co., Ltd. | Sealed type battery |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP2017773A patent/JPH03225746A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5595835A (en) * | 1993-07-22 | 1997-01-21 | Japan Storage Battery Co., Ltd. | Sealed type battery |
| WO2004088773A1 (ja) * | 1993-07-22 | 2004-10-14 | Kenichi Miyamoto | 密閉型電池 |
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