JPH0576740B2 - - Google Patents

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JPH0576740B2
JPH0576740B2 JP59021319A JP2131984A JPH0576740B2 JP H0576740 B2 JPH0576740 B2 JP H0576740B2 JP 59021319 A JP59021319 A JP 59021319A JP 2131984 A JP2131984 A JP 2131984A JP H0576740 B2 JPH0576740 B2 JP H0576740B2
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Japan
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hole
metal foil
container
sealed
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JP59021319A
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JPS60165040A (ja
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Hiroshi Horiie
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Maxell Ltd
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Hitachi Maxell Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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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
    • H01M50/375Vent means sensitive to or responsive to temperature
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野および目的〕 本発明はハーメチツクシールを採用した密閉形
電池の改良に係り、良好な防爆機能を備えた安全
性の高い密閉形電池を提供することを目的とす
る。
〔背景技術〕
たとえば、塩化チオニルーリチウム電池やリチ
ウム有機電解質電池などのように長期間安定した
密閉性が要求される電池では、密閉手段としてハ
ーメチツクシールが採用され、電池容器と電池蓋
との接合は溶接によつて行なわれている。
そして、この電池においては、短絡などにより
電池内部にガスが発生して内圧が異常上昇し、電
池破裂が生じて、周囲に悪影響を及ぼすのを防止
するため、従来は、第6図に示すように電池容器
1に環状の溝31を設け、内圧が上昇して危険状
態に達するまえに該溝31部分が裂け、電池内の
ガスを外部に逃がすように構成されていた。
しかしながら、上記構造では、溝形成時の加工
上の安定性から、溝31の底部と電池容器1の内
周面との間の薄肉部分の肉厚は0.1mm程度までし
か薄くできず、その結果、電池内圧が50Kg/cm2
上にならないと防爆機能が作動せず、より低い圧
力で防爆機能を作動させて安定性を高めたいとい
う要望に対して応じることができなかつた。
〔発明の概要〕
本発明は電池蓋のボデイまたは電池容器に貫通
孔を設け、該貫通孔を厚さ10〜50μmの金属箔で
覆い該金属箔を貫通孔の周囲に溶接して金属箔で
貫通孔を密閉し、該金属箔が20〜30Kg/cm2の電池
内圧で破断することにより電池に防爆機能を持た
せることによつて、高圧力での電池破裂を防止
し、安全性を高めたものである。
本発明において、電池蓋のボデイまたは電池容
器に設けた貫通孔の金属箔による密閉は、金属箔
で上記貫通孔を覆い、金属箔を該貫通孔の周囲に
溶接することによつて行なわれるが、その際の溶
接手段としてはレーザ溶接によるのが局部的加熱
が可能で電池蓋のガラスシール部分などに対する
熱影響が少なく、かつ密閉性の高い溶接が可能で
あることから好ましい。
金属箔としては、たとえばステンレス鋼箔、ニ
ツケル箔などが用いられる。金属箔の厚さは、電
池内圧が20〜30Kg/cm2に達したとき、該金属箔が
破断して電池内部のガスを外部へ逃散させること
ができるものであることが必要であり、材質によ
つても異なるが、通常10〜50μmである。
すなわち、金属箔の厚みが10μmより薄い場合
は破断する圧力が低くなつて通常の使用下で生じ
る内圧上昇によつても金属箔の破断が生じるおそ
れがあり、また金属箔の厚みが50μmより厚い場
合は破断する圧力が30Kg/cm2よりも高くなつて安
全性を確保することができなくなるおそれがある
からである。
電池蓋や電池容器への貫通孔の形成は、通常、
電池組立前に行なわれる。貫通孔を電池蓋のボデ
イに設ける場合、電池蓋形成前の部品段階で貫通
孔を設けてもよいし、電池蓋形成後のボデイに貫
通孔を設けてもよい。金属箔による貫通孔の密閉
は、通常は電池組立前に行なわれるが、貫通孔が
電池蓋に設けられている場合、電池組立中に該貫
通孔を電解液注入口として利用し、電解液を電池
内に注入後、該貫通孔を密閉してもよい。
〔実施例〕
次に実験例および実施例をあげて本発明をさら
に詳細に説明する。
実施例 電池そのものでの実験では特に電解液などの電
池内容物の飛散により危険を招くことが多く安全
性面で好ましくないことから、次のように電池内
容物を入れていない状態で実験を行なつた。
第1図を参照しつつ説明すると、ボデイ3の平
面部分に直径2mmの貫通孔21を設け、該貫通孔
21を金属箔22で覆い、該金属箔22をレーザ
ー溶接により貫通孔21の周囲に溶接して貫通孔
21を金属箔22で密閉した電池蓋2を電池容器
1の開口部に嵌合し、電池容器1の開口端部と電
池蓋2の外周部とを溶接し、電池蓋2のパイプ5
より空気を外部に漏れないようにしながら圧入し
て、電池蓋2のボデイ3に設けた貫通孔21を密
閉する金属箔22が破断する圧力を調べ、その結
果を第3図に示した。
電池容器1は単3電池用でステンレス鋼
(SUS304)でつくられており、その厚さは0.3mm
である。電池蓋2のボデイ3はSUS304L製で環
状に形成され、厚さは0.6mmでその外周部、内周
部とも立ち上がつた形状をしている。パイプ5は
SUH446製で、ボデイ3とパイプ5を絶縁するガ
ラス層4はソーダバリウム系ガラスで形成された
ものである。金属箔22はステンレス鋼
(SUS304L)製で第3図に示すように厚さの種々
異なるものを用い、金属箔22による貫通孔21
の密閉は金属箔22で貫通孔21を覆い、第2図
に詳示するように金属箔22の外周部を貫通孔2
1の周囲にレーザ溶接(溶接条件:YAGレーザ、
出力5〜10W、1〜2秒間照射)することによつ
て行なわれた。
第3図に示すように、上記条件下では金属箔2
2の厚さが20〜30μmのときに20〜30Kg/cm2で破
断が生じた。
実施例 ボデイ3に設けた貫通孔21を厚さ20μmで前
記実験例と同材質の金属箔22で密閉した電池蓋
2と、前記実験例と同様の単3形電池用電池容器
1を用いて第4図に示すような塩化チオニルーリ
チウム電池を製造した。
電池蓋2のガラス層4、パイプ5の材質、形
状、貫通孔21のサイズなどは前記実験例の場合
と同様であり、金属箔22の外周部の貫通孔21
の周囲への溶接はYAGレーザ5Wを1秒間照射す
ることによつて行なつた。
第4図において、6はリチウムよりなる負極
で、7はガラス繊維不織布よりなるセパレータで
あり、8は炭素多孔質成形体よりなる正極であ
る。上記負極6は電池容器1の内周面に圧着さ
れ、その結果、電池容器1は負極端子としての機
能を有している。9および10はセパレータ7と
同質材料で形成された上部隔離材および下部隔離
材である。
電池蓋2は、電池容器1に負極6、セパレータ
7、下部隔離材10、正極8および上部隔離材9
を収納したのち、電池容器1の開口部に嵌合さ
れ、電池容器1の開口端部と電池蓋2の立ち上が
り外周縁部とが溶接され、それによつて電池蓋2
のボデイ3は負極端子としての機能を有するよう
になる。
11はニツケル製のピンで、このピン11は、
上記電池蓋2のパイプ5より電解液を注入したの
ち、パイプ5に挿入し、下端を前記正極8内に到
達させて正極集電体として働かせ、上部を前記パ
イプ5の上端部と溶接して正極端子を構成すると
ともに、これによつて電池容器1の開口部を完全
に封口する。
注入された電解液は塩化チオニルに四塩化アル
ミニウムリチウムを溶解させたもので、上記塩化
チオニルは同時に正極活物質としての作用を果た
すものである。
上記電池を1Aの電流で過充電し、金属箔22
が破断する圧力を調べたところ20Kg/cm2であつ
た。もとより、金属箔22が破断する以前に他の
部分からガス漏れが生じるようなことはなかつ
た。
上記実施例では貫通孔21を電池蓋2のボデイ
3に設けたが、第5図に示すように貫通孔21を
電池容器1の底部に設けるなど電池容器1側に設
けてもよい。また通孔孔21を密閉する金属箔2
2も実施例で用いたステンレス鋼製のもののみ限
られることなく、たとえばニツケル製のものなど
であつてもよい。
また実施例では塩化ニオニルーリチウム電池を
例にあげたが、本発明はそれのみに限られるもの
ではなく、ハーメチツクシールを採用する有機電
解質電池やアルカリ電池などハーメチツクシール
を採用する電池全般に適用できるものである。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば高圧下での
電池破裂が防止され、安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は電池実装試験にさきだつて実験で用い
た電池容器と電池蓋との溶接により形成された容
器の断面図、第2図はその要部拡大図、第3図は
第1図に示す容器において電池蓋のボデイの貫通
孔を密閉する金属箔が破断してガス漏れが生じる
圧力とその際の金属箔の厚さとの関係を示す図で
ある。第4図は本発明の密閉形電池の一実施例を
示す断面図、第5図は本発明の密閉形電池の他の
実施例を示す断面図、第6図は従来の密閉形電池
を示す断面図である。 1……電池容器、2……電池蓋、3……ボデ
イ、21……貫通孔、22……金属箔。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電池容器と電池蓋とを溶接により接合する密
    閉形電池において、電池蓋のボデイまたは電池容
    器に貫通孔を設け、該貫通孔を厚さ10〜50μmの
    金属箔で覆い該金属箔を貫通孔の周囲に溶接して
    貫通孔を金属箔で密閉し、該金属箔が20〜30Kg/
    cm2の電池内圧で破断することにより電池に防爆機
    能を持たせたことを特徴とする密閉形電池。 2 溶接をレーザ溶接により行なつた特許請求の
    範囲第1項記載の密閉形電池。
JP59021319A 1984-02-07 1984-02-07 密閉形電池 Granted JPS60165040A (ja)

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