JPH0448548A - 密閉形蓄電池 - 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 本発明は、密閉形鉛蓄電池、密閉形アルカリ蓄電池等の
密閉形蓄電池、特に薄形密閉形蓄電池に関するものであ
る。

従来の技術 近年ポータプル機器の軽薄短小化に伴い、その電源とし
て用いられる蓄電池の薄形化が一段と望まれている。こ
れらの要望に対し合成樹脂製シートを電槽として用いた
薄形蓄電池が開発されている。これらの蓄電池の安全性
及び信転性に関し、次のような蓄電池機能が要求されて
いる。

蓄電池の充放電中に発生するガスによって電槽が変形及
び破烈等を起こさないこと。

充電中に正極から発生する酸素ガスの負極での吸収反応
による熱発生を抑制すること。

これは、周囲温度が高くなり昌いポータプル機器内では
蓄電池の吸収反応が促進され、さらに、蓄電池の温度が
上昇し、電流も増加し熱逸走を起こす場合があるためで
ある。

負極から発生する水素ガスを−早く放出させること。

これは、水素ガスは蓄電池内では吸収されないため、電
池内に蓄積され易く多量に蓄積した場合、万一、火点が
発生すると爆発の危険性があるためである。

外気の蓄電池内への侵入を防止すること等である。

これは、外気（特に酸素ガス）が蓄電池内に侵入した場
合、負極の酸化（放電に等しい現象）が起こり、蓄電池
性能を著しく劣化させるためである。

これらの問題点より、安全弁は閉弁圧が可能な限り低く
、且つ、減圧時の気密性が確保されるも一部２、負極板
３から成る極板群１１を合成樹脂製のシート６で被覆し
た密閉形鉛蓄電池では、シート６の一部に未接合部７を
残してシート６の周囲を接合（周囲接合部５）し、未接
合部７を殆ど隙間なく平行に向い合わせ、この部分を安
全弁としていた。また、この安全弁部のシート６外側の
片面又は両面は、合成樹脂製補強材８を貼り付は固定し
安全弁部の劣化を防止していた。ｒ以下（従来品１）と
いう〕 第３図に示すように、極板群１１を２枚の合成樹脂製の
シート６間に配置して周辺部を接合（周囲接合部５）す
ると共に、一方のシート６に設けた小孔４の周辺部を他
方のシート６と不連続的に接合（不連続的接合部１２）
して安全弁部を構成していた。〔以下（従来品２）とい
う〕発明が解決しようとする課題 従来の密閉形鉛蓄電池の従来品ｌは、接合部作製の手法
として、ヒートシールやインパルスシールが用いられて
いるが、未接合部７を形成するためには、ヒートシール
やインパルスシールに未接合部７をつくるための構造が
必要であった。さらに、合成樹脂製補強材８という新た
な材料が必要であり、それを熱溶着あるいは粘着剤で貼
り付ける工数も必要であり、生産効率上問題があった。

又、合成樹脂製補強材８を貼ることにより安全弁の劣化
防止になるが、初期から安全弁の開弁圧が高くなってい
た。これにさらに、シリコーンオイル等を塗布すると、
開弁圧がさらに高くなるという問題点があった。

又、従来品２は、開弁圧は低くなっているがさらに、蓄
電池の薄形化が進むにつれて電槽もより薄くなるため、
より低い開弁圧を有する安全弁が望まれる。

これに対し、本発明の密閉形蓄電池は、極板群の表面と
裏面が該極板群周辺に空間を保持して気密性シートで包
覆され、該シートの表面側から前記空間部分が圧接され
て裏面側に貫通する孔を有する安全弁部を備えたことを
特徴とするものである。前記気密性シートはフィルム状
の合成樹脂や金属箔の単独または複合シートである。

作用 本発明は、極板群周辺の空間部分が圧接されて気密性シ
ートの表面側から裏面側へ貫通する孔を有する安全弁部
を密閉形蓄電池に備えたものであり、第５図のように開
弁は、平常時密着した２枚のシート６〔第５図（１）〕
がガス発生に伴う電池内圧の上昇により翻され、２枚の
シート６間に存在するシリコーンオイル１３が押し上げ
られ〔第５図（２）〕で、貫通孔９部下端に達した時に
ガスが表裏２方向に排出されるのであるが、この際本発
明品は、貫通孔９であるために、孔周辺のシート６が開
放され易く、又、貫通孔９部は空間となるためシリコー
ンオイル１３が滞留せずガスが排出され昌い〔第５図（
３））。

これに対し、第３図に示す従来品２の場合、第６図のよ
うに開弁は、平常時密着した２枚のシート６〔第６図（
１）〕がガス発生に伴う電池内圧の上昇により離され、
２枚のシート６間に存在するシリコーンオイル１３が押
し上げられ〔第６図（２）〕で、小孔４部下端に達した
時にガスが一方向に限定されて排出されるのであるが、
第６図（３）に示すように、小孔４が一方のシート６の
みに存在するため、ガス排出時に一方のシート６だけが
開放されるだけであり、さらに、小孔４に対面する部分
にシート６が存在するため、小孔４部にもシリコーンオ
イル１３が滞留し、ガスの排出が抑制され、結果として
開弁圧が高くなる。又小孔４部に滞留したシリコーンオ
イル１３により小孔４に到るまでのガス排出経路も閉塞
し易くなリ、高い内圧の状態で閉弁してしまうため、電
池内にガスがより多く残留する。これらの現象を実証す
るために、作製した従来品１．２相当の作製品及び本発
明品の弁作動圧の測定結果を第７図に示す、明らかに、
本発明品は、開弁圧が最も低く優れた特性を示した。

次に、従来品２の小孔４径を大きくした場合の開弁圧の
測定結果を第８図に示した。その結果、開弁圧は小孔４
径に殆ど依存しないことが判明した。このことは、開弁
圧が小孔４の下端部でガスが排出された時の圧力で決定
されることを意味し、小孔４径の大きさとは無関係であ
ることになる。

従って、片面のみの小孔４の径を大きくしてもガスの排
出流量は変わらず、結果として排出時間を短くするには
小孔４の数を多くした方が良いことになる。小孔４の数
を多くする場合、作業性や開弁圧の精度や減圧時の信較
性に問題が生じることが、考えられる。

実施例 本発明の一実施例を説明する。

第１図に示すように、極板群１１を厚さ１００μｍの２
枚の気密性合成樹脂フィルムからなるシート６で挾み、
周囲接合部５及び周囲接合部５と連続しない２個の不連
続的接合部１２を熱溶着して設ける。この時不連続的接
合部１２は、周囲接合部５からの距離が５ａｔｍであり
、２つの不連続的接合部１２の間の距離をｌＯｍ＋とじ
た。貫這孔９は、２つの不連続的接合部１２の中間で周
囲接合部５から３ｍｗの位置に直径１ｗＡの貫通孔を設
け、周辺の２枚のシート間にシリコーンオイルを塗布し
て安全弁部を形成した。

これにより作製した鉛蓄電池（以下「本発明品」という
）と、従来品ｌ、２をそれぞれ５０個ずつ作製しそれぞ
れの開弁圧、０〜−２５０ｓＨｇの減圧時の気密性を測
定した。

結果を第１表に示す。さらに、開弁圧とシート（電槽）
の変形量の関係を第９図に示す。

第　　１　　表 第１表かられかるように、本発明品は、開弁圧が１３ｍ
１７ｇｍＨｇであり、減圧時の気密漏れはＯであった。

これに対し従来品ｌは、開弁圧６３〜７９ａｍＨｇと高
かった。従来品２は、開弁圧２３〜２９■Ｈｇと本発明
品より高く、さらに、３個の気密漏れを生じた。気密漏
れの原因は、第４図に示すように作製時における小孔４
周辺のシート６の変形によるものと考えられる。

従来品２の安全弁部の作製にあたっては、２通りの手法
が考えられた。一つは、２枚のシート６を接合した後に
、片方のシート６だけに小孔４を設ける方法であり、薄
い２枚のシート６の一方だけを切りとるためにはハーフ
カットの手法が必要になる。しかし、これにはハーフカ
ットする側のシート６は最外層に離形用フィルムを配置
する必要があり、この離形用フィルムが熱溶着時に耐熱
性を有してなければならずその上、本体のシート６がラ
ミネートシートであれば、離形用フィルムのラミネート
剤の接着強度が本体シート・６のそれよりも弱い必要が
ある。従ってハーフカットの場合は、この離形用フィル
ムが必要となる上にカント後、このフィルムを剥す工程
が必要となり、生産効率上問題がある。他の一つは予め
一方のシート６にドリルやパンチング治具を用いて小孔
４を設けその後もう一方のシート６を接合する方法があ
る。この場合は小孔４の位置がずれるという問題を生じ
る。例えば小孔４が正規の位置より不連続的接合部１２
の間で、第３図（１）のａの方向へｌｓ＋ａずれると１
５ａ＋Ｈｇであった開弁圧が８ｗＨ１と低くなり減圧時
に気密漏れを起した。又、逆に上記小孔４が周囲接合部
９の方向〔第３図（１）のｂの方向〕へ１ｍずれると開
弁圧が３９ｍ１１ｇと高くなった。この原因は、小孔４
が極板群１１に近くなった場合、群厚みによって２枚の
シート６が接しに（くなること及び離れた場合、２枚の
シート６が剥れにくくなることによる。従って、小孔４
の位置は安全弁の開弁圧や減圧時の気密性に影響するた
め極めて正確に固定する必要がある。

又、従来品２のいずれの手法にしても、シート６に小孔
４を設ける際にパリやたるみによる変形が生じ易く、こ
の場合を示す第４図（１）のＤ−Ｄ′断面図としての第
４図（２）に示すような小孔４周辺部のシート６の間に
隙間ができるため安全弁として気密漏れ等の信軌性が損
なわれる。

以上のことに対し、本発明品は、２枚のシート６を接合
した後に貫通孔９を設ければ良いので、その作製は正確
且つ簡便に行い得るものである。

このように、本発明品は、従来品に比べ安全弁の開弁圧
が低く、減圧時の気密性を確保する上で優れた安全弁と
言える。又、作製工数的にも本発明品が最も少なく行え
る。

発明の効果 上述のように、本発明は従来品に比べて、所定（低開弁
圧）の開弁圧レベルを満足する高信顧性の安全弁を備え
た密閉形蓄電池を簡便に捉供し、且つ、生産効率の点で
も工業的価値の高いものと判断する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例（本発明品）を示す（１）
要部正面図、（２）Ａ−Ａ　”線に沿う要部断面図、 第２図は、従来の密閉形鉛蓄電池（従来品ｌ）を示す（
，１）要部正面図、（２）Ｂ−Ｂ”線に沿う要部断面図
、 第３図は、従来の密閉形鉛蓄電池（従来品２）を示す（
１）要部正面図、（２）Ｃ−Ｃ’線に沿う要部断面図、 第４図は、従来品２において、小孔部周辺に変形を生じ
た場合を示す（１）要部正面図、（２）Ｄ−Ｄ　′線に
沿う要部断面図、 第５図は、本発明品における（１）平常時の第１図Ａ−
Ａ　’線に沿う弁部断面図、（２）ガス発生に伴い内圧
が上昇した場合の第１図Ａ−Ａ　′線に沿う弁部断面図
、（３）ガス排出時の第１図Ａ−Ａ’線に沿う弁部断面
図、 第６図は、従来品２における（１）平常時の第３図ｃ−
ｃ　’線に沿う弁部断面図、（２）ガス発生に伴い内圧
が上昇した場合の第３図ｃ−ｃ　’線に沿う弁部断面図
、（３）ガス排出時の第３図Ｃ−ｃ′線に沿う弁部断面
図、 第７図は、本発明品、従来品１．２の弁作動圧の測定結
果を示す曲線図、 第８図は、従来品２に−おいて、小孔の径を変化させた
場合の開弁圧の測定結果を示す曲線図、第９図は、開弁
圧とシート（電槽）の変形量の関係を示す曲線図である
。 １は陽極板、２はセパレータ、３は陰極板、４は小孔、
５は周囲接合部、６はシート、７は未接合部、８は合成
樹脂補強材、９は貫通孔、１０は端子、１１は極板群、
１２は不連続的接合部、１３はシリコーンオイル。 第１　図 第３図 第４図 ノドＪＬの径　（ｘｍ） 第５図 莞６図 （）〕

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）極板群の表面と裏面が該極板群周辺に空間を保持
   して気密性シートで包覆され、該シートの表面側から前
   記空間部分が圧接されて裏面側に貫通する孔を有する安
   全弁部を備えたことを特徴とする密閉形蓄電池。
2. （２）極板群の表面と裏面が該極板群周辺に空間を保持
   して気密性シートで包覆され、該シートの表面側から前
   記空間部分が圧接されて裏面側に貫通する孔を設け、さ
   らに、該シートの平行に向かい合わせた部分の内面の貫
   通する孔の周辺にオイルを塗布したことを特徴とする密
   閉形蓄電池。