JPH03250561A - 電池の安全弁装置 - Google Patents

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】

この発明は、電池内のガス圧が異常に上昇したとき、薄
板が破断されてガス圧を排出する電池の安全弁装置に間
する。

【従来の技術】

密閉された電池は、内部短絡等の原因で、内部のガス圧
が異常に上昇する。異常に上昇したガス圧を排出するた
めに、電池には安全弁装置が設けられている。 安全弁装置として、第１６図に示す機構が開発されてい
る。この安全弁装置は、電池の内圧で変形される薄板を
備えている。薄板は、ガス圧で変形されると切刃で突か
れて破損される。薄板が破損すると、電池内のガスが排
気される。薄板は、蓋板の外周にカシメられて固定され
る。薄板の周縁をカシメて固定する蓋板は、皿状端子板
の周縁も固定し、皿状端子板と蓋板との間に弁室を設け
る。薄板はこの弁室に張設される。皿状端子板には、弁
室に突出して、薄板を突いて破損する切刃が設けられて
いる。 この安全弁装置は、電池内のガス圧が上昇すると、薄板
が鎖線で示すように変形する。反った薄板は、切刃の先
端で突かれて破損する。薄板が破損すると、蓋板の弁孔
と、皿状端子板のガス抜孔とを通過して内部のガスが排
気される。 ところが、この構造の安全弁装置は、ガス圧が上昇しな
いにもかかわらず、薄板が切刃に突かれて破壊されるこ
とがある。それは、組立工程における薄板の反りが原因
である。薄板の反りは、組立時に発生する０組立時に、
蓋板の外周をカシメて薄板を挟着すると、その圧力で薄
板が変形する。 さらに、薄板の反りが原因で、蓋板と皿状端子板の密着
性が損なわれ、電解液が漏出し易い欠点があった。 この欠点を解決するために、弁室に環状弾性体を嵌着す
る安全弁装置が開発されている（実公昭６０−２０２８
２号公報）。

【発明が解決しようとする課題】

この公報に記載される安全弁装置を第２図に示している
。この図に示す安全弁装置は、環状弾性体によって、組
立工程における薄板の反りを防止している。環状弾性体
には、ポリエチレンやポリプロピレン等の耐電解液性の
高い熱可塑性の合成樹脂を使用している。ところが、こ
れ等の合成樹脂は、高温になると軟化する。また、長期
間使用し、または、長期間保存すると物性が劣化する欠
点がある。このようになると、環状弾性体の薄板に対す
る押圧力が緩んで薄板の反りが発生する。 また、蓋板と皿状端子板との密着性が低下して電解液の
漏出の原因ともなった。 さらに、第１６図および第２図に示す電池の安全弁装置
は、蓋板の外周縁を上方に折曲して折り返し、薄板と皿
状端子板の外周縁を挟着する状態でカシメて固定してい
る。このように蓋板を折り返してカシメると、カシメ部
分にスプリングバックが生ずる。スプリングバックは、
皿状端子板と蓋板との全周を気密に密着して連結するこ
とを難しくする。特に、多量生産におけるバラツキが原
因で液漏れの原因となる。 本発明者は、保存中に実際に電解液が漏出した電池のカ
シメ部分を顕微鏡で観察した。第５図は５０倍の顕微鏡
で観察したカシメ部分を示している。この図に示すよう
に、蓋板の折曲縁は、スプリングバックによって、皿状
端子板と部分的にしか接触しない。蓋板と皿状端子板と
の接触部分は、第５図に示すように、皿状端子板の材厚
端縁隅角の局部（図において薄板の右端の隅角）に限ら
れていた。本発明者は、さらに２５０倍の顕微鏡で、蓋
板と皿状端子板との接触部分を詳しく観察した。 その結果、皿状端子板と蓋板との間に微細な隙間が観察
された。この隙間が液漏れの原因となった。 本発明者はこれ等の欠点を解決することを目的に、ざら
に試行錯誤を繰り返した。その結果極めて簡単な構成で
、従来の欠点を解決することに成功した。従って、この
発明の重要な目的は、電解液の漏出を極減てきる電池の
安全弁装置を提供するにある。

【課題を解決する為の手段】

この発明の電池の安全弁装置は、前述の目的を達成する
ために、下記の構成を備えている。とくに、この発明は
、下記の（ｈ）の構成を備えることを特徴としている。 （ａ）　　電池の安全弁装置は、蓋板と、皿状端子板と
、薄板とを備えている。 （ｂ）　　蓋板と皿状端子板との間に弁室が設けられて
いる。 （ｃ）　　蓋板と皿状端子板とは、外周でカシメ構造で
連結されている。 （ｄ）　　薄板は、皿状端子板と蓋板との間に挟着され
て弁室に配設されている。 （ｅ）　　蓋板には弁孔が開口されている。 （ｆ）　　皿状端子板にはガス抜孔が開口されている。 （ｇ）　　皿状端子板には弁室に突出して切刃が設けら
れている。 （ｈ）　　皿状端子板の周縁が段付、あるいは、バリ状
に形成されている。

【作用】

この発明の電池の安全弁装置は、皿状端子板の周縁を段
付、あるいは、バリ状に形成している。 この形状の皿状端子板を、カシメ構造で連結する状態を
第４図に示している。この図に示すように、皿状端子板
の段付部は、カシメ圧で押し潰された状態で挟着される
。この状態でカシメられた皿状端子板は、確実に密着さ
れて液漏が極減される。 この形状の安全弁装置が、効果的に液漏れを阻止できる
理由は下記の２点にある。 第１の理由は、皿状端子板をカシメ構造で挟着するとき
のスプリングバックを少なくできることにある。たとえ
ば、第５図に示すように、平面状の皿状端子板２を挟着
する状態でカシメると、蓋板１の折曲片１０を皿状端子
板２の上面に面接触状態て押圧できない。それは、折曲
片１０のスプリングバックが原因である。これに対して
、第４図に示すように、周縁に段付部分やバリ状部分を
挟着する状態で蓋板１を折り返してカシメると、平面状
の皿状端子板を挟着するのに比較してスプリングバック
を少なくでき、折曲片がより確実に皿状端子板を挟着す
る。すなわち、皿状端子板の周縁を独得の形状とするこ
とによって、カシメ工程におけるスプリングバックを減
少し、これによって、液漏れを防止することができる。 さらに、この形状の安全弁装置は、皿状端子板のスプリ
ングバックを有効に利用して電解液の漏出を防止できる
。すなわち、第４図に示すように、段付に成形された皿
状端子板２をカシメて挟着すると、カシメるときに段付
部分が押し潰される。 押し潰された皿状端子板２は、スプリングバックによっ
てもとの形状に復元しようとして矢印ＡとＢの方向に押
圧力が作用する。この押圧力は、皿状端子板２と蓋板ｌ
との気密性を改善し、電解液の漏出を防止する。 このように、この発明の電池の安全弁装置は、折曲して
挟着するカシメ部分のスプリングバックを少なくし、さ
らに、皿状端子板の段付部分やバリ状部分のスプリング
バックを逆に有効利用することによって、皿状端子板と
蓋板とを液漏れなく密着できる特長を実現する。

【実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。但
し、以下に示す実施例は、この発明の技術思想を具体化
する為の電池の安全弁装置を例示すものであって、この
発明の安全弁装置は、構成部品の材質、形状、構造、配
置を下記の構造に特定するものでない。この発明の安全
弁装置は、特許請求の範囲に記載の範囲に於て、種々の
変更が加えられる。 電池の安全弁装置は、第１図の分解斜視図に示すように
、蓋板１と、皿状端子板２と、薄板３と、環状弾性体４
とを備えている。これ等の部材は、従来の安全弁装置と
同しように、第２図に示す状態で朝立られる。 これ等の図に示す安全弁装置は、凹状端子板２の中央部
分を上方に突出してプレス成形して、蓋板１と皿状端子
板２との間に弁室５を設けている。 弁室５には薄板３を張設している。薄板３と皿状端子板
２との間には環状弾性体４を挟着している。 蓋板１は、周縁を折り返してカシメることができるよう
に、金属板のプレス成形品が使用される。 また、皿状端子板２は、パンチを挿入してガス抜孔６を
開口すると共に、切刃７を設けることができるように、
プレス成形された金属板が使用される。 蓋板１の外周は、上方に折り返されるカシメ構造となっ
て、薄板３と、環状弾性体４と、皿状端子板２の外周を
挟着して気密に固着している。 また、薄板３の一部が破壊されると、電池の内部から蓋
板１と皿状端子板２とを貫通してガスが排出されるよう
に、蓋板１の中央には弁孔８が、皿状端子板２の中央に
はガス抜孔６が開口されている。 薄板３は、電池内部のガス圧が上昇すると鎖線で示すよ
うに変形して切刃７で破損される。従って、皿状端子板
２の中央部分には、弁室５に突出して切刃７が設けられ
ている。さらに、薄板３は電池内の異常圧力で変形され
、切刃７で突かれて破損されるように、合成樹脂や薄い
金属板で構成される。 環状弾性体４は、蓋板１を折曲してカシメる工程で、薄
板３の反りを防止するために皿状端子板２と薄板３の間
に挟着される。この環状弾性体４は、全体の形状が円筒
状で外周に鍔状の突起が設けられている。鍔の外周が蓋
板１に挟着されて固定される。薄板３は、環状弾性体４
の中央に開口された孔内で変形する。したがって、切刃
７は環状弾性体４の中央の開口部に突出して設けられる
。 第２図に示すように、環状弾性体４を設けた安全弁装置
は、カシメ工程における薄板３の反りを防ぐことができ
る。ただ、この発明の安全弁装置は、必ずしも環状弾性
体４を必要としない。この発明の安全弁装置は、環状弾
性体４を使用しないものにも利用できる。 皿状端子板２の周縁は、カシメ構造で気密に密着される
ように、第３図に示すごとく段付９が形成されている。 第３図と第１図とに示す皿状端子板２は、外周端縁を上
方に折曲して段付９としている。上方に折曲された段付
９は、外周端縁を上方に環状に突出してプレス成形して
形成できる。 環状弾性体４は、図示しないが、外周端縁を下方に折曲
することも可能である。 また、第６図に示すように、皿状端子板２の外周端をバ
リ状に成形することも可能である。この図に示す皿状端
子板２は、外周端を上方に折曲してバリ状に加工してい
る。この形状の皿状端子板２も、プレス成形によって加
工できる。バリ状に成形する場合も、図示しないが、皿
状端子板２の外周端を下方に折曲することもできる。 さらにまた、皿状端子板２は、第７図に示すように、周
縁の一部を環状に突出させて段付９とすることもできる
。さらに、皿状端子板２の外周は、図示しないが、第７
図とは反対に、周縁の一部を環状に下方に突出させて段
付９とすることもできる。 このように構成された電池の安全弁装置は、下記の工程
で組立られる。 ■　第１図に示す形状に成形された蓋板１と、薄板３と
、環状弾性体４と、皿状端子板２とを用意する。皿状端
子板２の周縁は、カシメられる以前に段付、あるいは、
バリ状に加工されている。 ■　蓋板１の上面に、順番に、薄板３と環状弾性体４と
蓋板ｌとを積層する。 ■　上方に折曲された蓋板１の外周を内側に折り曲げて
カシメる。カシメ工程を完了した安全弁装置は、第２図
に示す状態で組立られる。すなわち、蓋板周縁の折曲片
ｌＯが、薄板３と、環状弾性体４と、皿状端子板２の周
縁を気密に挟着する。 カシメ構造で挟着された皿状端子板２は、周縁の段付あ
るいはバリ状部分が押し潰されて気密に連結される。 この工程で組立られた安全弁装置は、第２図に示すよう
に、絶縁パツキン１１を介して外装缶１２の内面に密閉
状態で固定される。 第８図は改良された切刃７の皿状端子板２を示している
。この図に示す皿状端子板２は、異常時のガス圧を確実
に大気中に排気できる。このため、動作が正確で安全性
が高い特長がある。また、この形状の皿状端子板は、加
工性がよい特長もある。 この図に示す皿状端子板２は、多角円錐状のパンチでガ
ス抜孔６を開口して切刃７設けている。 開口されたガス抜孔６には、複数の切刃７が設けられる
。複数の切刃７は、パンチで打ち抜かれてた時に、ガス
抜孔６の周縁に設けられる。 この形状に切刃７を打ち抜く多角円錐状のバンチを、第
９図ないし第１２図に示している。これ等の図に示す多
角円錐状のパンチ１３は、円柱の先端に四角錐が連結さ
れた形状をしている。このパンチ１３を皿状端子板２に
挿通ずると、ガス抜孔６が穿設されると共に、４つの切
刃７が設けられる。切刃７の数は、円柱の先端に設けら
れた多角錘の形状で調整できる。３つの切刃７を設ける
には、円柱の先端を三角錘とすればよい。また、６つの
切刃７を設けるには円柱の先端を六角錘とすればよい。 第９図に示すように、円柱の先端に多角鍾を設けたパン
チでガス抜孔６を開口するとガス抜孔６を円形に成形で
きる。それは、多角錘の部分でガス抜孔６を複数の切刃
７に切断して折曲した後、円柱部分が挿入されてガス抜
孔６を円形に成形するからである。この形状のパンチで
設けられた切刃７は、ガス抜孔６の内形にそって上端部
分が湾曲される。切刃７の湾曲は、スプリングバックに
よるもどりを防止する。いいかえると、この形状の切刃
７は、正確に９０度に折曲できる特長がある。このため
、この形状の切刃７は先端位置を正確にできる。 ガス抜孔６の周縁に複数の切刃７を設けるパンチには、
第１２図に示すように、多角柱の先端に多角錘を設けた
ものも使用できる。このパンチ１３でガス抜孔６を開口
すると、ガス抜孔６が多角形となって、多角形のそれぞ
れの辺に切刃７が設けられる形状となる。 このように、ガス抜孔６の周縁に複数の切刃７を並べて
設けた皿状端子板２は、たとえ切刃７が湾曲されていな
くとも、切刃７を直角に折曲できる特長がある。それは
、パンチの多角形に合わせて切刃７が複数個でき、切刃
７の面がパンチの全周に均等に当り、パンチを抜いた後
のスプリングバックは従来に比べて少なくなる。このた
め蓋板ｌと切刃７先端の距離のバラツキが少なくなる。 また、パンチの全周に均一な押圧力が作用するので、加
工時におけるパンチのビン折れを防止することもできる
。 さらに、第８図に示す切刃７の皿状端子板２は、リード
端子を簡単かつ確実に溶接できる特長がある。それは、
ガス抜孔６の周縁に複数の切刃７が設けられているから
である。 これに対して、第１３図に示すように、ガス抜孔６の片
側に１個の切刃７を設けた皿状端子板２１は、リード端
子１４をガス抜孔６の近傍に溶接すると下記の弊害が生
ずる。その弊害は、リード端子１４を溶接する溶接電極
（図示せず）と、ガス抜孔の大きさの比率によって異な
る。溶接電極がガス抜孔よりも細いと、溶接点の導通不
良でスパークが発生する。それは溶接電極の全面が、皿
状端子板に面接触しないことが理由である。反対に、溶
接電極がガス抜孔よりも太い場合、溶接面積が広くなる
ので、高電圧、高電流を付加しないと溶接できない。 第１４図は、ガス抜孔６に１個の切刃７を設けた皿状端
子板２の平面形状を示している。この図に示す皿状端子
板２は、前述の理由で、鎖線で囲む広い領域でリード端
子１４を溶接できない。ところが、ガス抜孔６の周縁に
複数の切刃７を設けた皿状端子板２は、第１５図に示す
ように、ガス抜孔６以外の部分を除いてリード端子１４
を溶接できる。このため、第８図と第１５図とに示す凹
状端子板２は、リード端子１４を溶接できる領域を広く
できる特長がある。 本発明者等は、この発明の電池の安全弁装置を実際に試
作して、従来の安全弁装置とを比較した。 その結果を第１表と第２表とに示している。 ただし、第１表は、試験電池を保存する温度を、１時間
毎に、−３０℃と７０℃に変え、これを１００〜３００
サイクル繰り返して、漏液個数を測定した。 また、第２表は、試験電池を、温度８０℃、湿度９０％
の環境に２０〜６０日おいて漏液個数を測定した。 これ等の表において、表内の数字は漏液個数／資料個数
を示している。 第１表 一３０℃７７０℃の熱衝撃試験結果 第２表 ８０℃、 ９０％下での試験結果 この表に示すように、 この発明の安全弁装置を 装備した電池は、 熱衝撃と高温保存において電解 液の漏れが少なくできる特長がある。 【発明の効果】 以上のように、この発明によると、蓋板と皿状端子板と
のカシメ部分をより確実に気密圧接できる。このため、
電池を多量生産してカシメ部分のバラツキを少なくし、
優れた耐漏液特性を実現することができる。さらに、こ
の発明は、このことを実現するために、特に新たな部品
を必要とせず、また、組立装置を改造する必要もなく、
従来の加工方法で高品質、高信頼性の安全弁装置にてき
、工業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかる電池の安全弁装置
の部品を分解した斜視図、第２図は従来およびこの発明
にかかる電池の安全弁装置の断面図、第３図はこの発明
の電池の安全弁装置に使用される皿状端子板の要部を示
す拡大断面図、第４図は第３図に示す皿状端子板の周縁
が挟着された状態を示す拡大断面図、第５図は従来の皿
状端子板の周縁を示す拡大断面図、第６図および第７図
はこの発明の他の実施例にかかる皿状端子板の周縁を示
す拡大断面図、第８図、第１３図〜第１５図は皿状端子
板の一例を示す断面図、第９図〜第１２図は皿状端子板
にガス抜孔を穿設するパンチの一例を示す側面図および
断面図、第１６図は従来の電池の安全弁装置を示す断面
図である。 １・・・・・・蓋板、　　　　　２・・・・・・皿状端
子板、３・・・・・・薄板、　　　　　４・・・・・・
環状弾性体、５・・・・・・弁室、　　　　　６・・・
・・・ガス抜孔、７・・・・・・切刃、　　　　　８・
・・・・・弁孔、９・・・・・・段付、　　　　１０−
・・・・・折曲片、１１・・・・・・絶縁パツキン、 １２・・−・・・外装缶、　　　１３・・・・・・パン
チ、１４・・・・・−リード端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記の（ａ）〜（ｇ）の構成を有する装置において、（
   ｈ）の構成を有することを特徴とする電池の安全弁装置
   。 （ａ）安全弁装置は、蓋板と、皿状端子板と、薄板とを
   備えている。 （ｂ）蓋板と皿状端子板との間に弁室が設けられている
   。 （ｃ）蓋板と皿状端子板とは、外周でカシメ構造で連結
   されている。 （ｄ）薄板は、皿状端子板と蓋板との間に挟着されて弁
   室に配設されている。 （ｅ）蓋板には弁孔が開口されている。 （ｆ）皿状端子板にはガス抜孔が開口されている。 （ｇ）皿状端子板には弁室に突出して切刃が設けられて
   いる。 （ｈ）皿状端子板の周縁が段付、あるいは、バリ状に形
   成されている。