JPH0584025U - 有機電解液電池の安全弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】圧力応答性の良好な安全弁装置を具備し、か
つ、耐リーク特性に優れた有機電解液電池を得ること。 【構成】発電要素を内蔵せる一極性端子兼用の外装缶
と、外装缶に導電的に固着され外装缶の開口部を閉塞す
る金属封口蓋と、絶縁部材を介して配置される他極性端
子の中空リベットを付設する有機電解液電池において、
該中空リベットの座に防爆用金属薄板を超音波により溶
接してリベット穴を閉塞してなる安全弁装置を備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本発明はポータブル機器の駆動用電源としての角型有機電解液電池に関するも のであり、特に、短絡や過充放電時等における電池内圧上昇や電池温度上昇時等 に対する防爆、安全構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

近年、ラップトップコンピューター，ワープロ等の携帯情報機器、カメラ一体 型ＶＴＲ，液晶テレビ等のＡＶ機器や携帯電話等の移動通信機器等々のように、 電源としての電池に対し大電流、大出力を要求する機器が多種多様に発達し、よ り高エネルギー密度の電池が要望されている。さらに、機器が薄形化、小型化す るにつれ電池も薄形化、小型化が要求される。

【０００３】 そして、その要望に応えるべく、種々の新しい電池が提案されているが、特に 、有機電解液電池は高エネルギー密度の為、研究開発、さらには商品化が近年盛 んに行われている。

【０００４】 しかしながら、この種の電池が長期に渡って安定に使用されるためには、電解 液の漏出や大気中の水分の電池内への侵入による電池活物質や電解質等との反応 が原因で生じる電池性能の低下を防止するため、気密性、液密性の両面から電池 を完全密封する必要があり、極めて密閉性の高い封口がなされている。

【０００５】 一方、この種の電池が高温に晒されたり、外部短絡又は電極やセパレータの劣 化、形状変化等による内部短絡、或は外部電源による強制的な過大電流放電の発 生により急激な温度上昇があった場合や、過大電圧による過充電がなされた場合 に、有機電解液溶媒が揮発或は分解してガスが発生し、このガスが電池内に閉じ 込められ、電池内圧が著しく上昇するため、電池ケースが膨張変形し、時として 電池が破裂し、安全上重大な問題となる。

【０００６】 このような問題を解決するため、従来この種の電池においては、ガス発生によ り電池内圧が上昇した時、危険な破裂に至る高圧になる前に電池ケース或は封口 体に安全弁装置が設けられていた。代表的なものとして、図２に示すようにガラ スシール或はセラミックシールなどの絶縁部材（２３）を用いたハーメチック構 造を採用し、一極性端子を兼ねる外装缶（２１）と金属封口蓋（２２）とをレー ザー溶接等により溶着すると共に、他極性端子ピン（２４）を絶縁部材（２３） 中に貫通固定するものがある。

【０００７】 ところが、このような電池においてはその密閉性の高さゆえに誤使用や異常環 境下で電池内圧が上昇すると外装缶が異常に膨れ、電池破裂の危険性がある。ま た、電池破裂を防ごうとし、電池内圧上昇時に絶縁部材（２３）が破壊する構造 なるものにしようとすると、絶縁部材（２３）と金属封口蓋（２２）或は絶縁部 材（２３）と端子ピン（２４）との密着性を弱めなければならないが、そうする と、電解液の漏液が発生する。

【０００８】 そこで、電池の破裂を未然に防止するものとして、図３に示すように、外装缶 （３１）の底の一部を薄肉とすることで、電池内圧異常上昇時に薄肉部（３２） が破れる構造を持たそうするものがある。しかしながら、この場合、薄肉部の厚 みを管理するのが困難であり、作動圧設定が難しく、十分な安全性を得ることは できない。

【０００９】 図４の電池構造はゴム弁体を安全弁に採用している電池構造要部である。上下 より金属封口蓋（４２）を絶縁パッキング（４４）と絶縁パッキング（４５）で 挟み込み、中空リベット（４３）を絶縁パッキングの貫通孔（５０）に挿入し、 これに下部より集電用ワッシャ（４６）を挿入し、全体を縦方向に加圧して、中 空リベットの脚先端を拡張してかしめる。

【００１０】 次に、中空リベットの座にゴム弁体（４９）を乗せ、上より端子キャップ（４ ７）で加圧しながら端子キャップ（４７）と中空リベットの座をスポット溶接す る。以上のようにして蓋体（５１）を得ている。本構造は特に圧力応答性の良好 な安全弁を装着しうるものの、ゴム弁体と中空リベットの座との間に間隙ができ やすく、外気中の水分が電池内に侵入し、電池活物質や電解質の劣化を促し、ま た、その間隙より電解液が漏れると言った耐リーク特性に問題がある。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

よって、圧力応答性の良好な安全弁装置を具備し、かつ、耐リーク特性に優れ た有機電解液電池を得ることが課題となる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は、発電要素を内蔵せる一極性端子兼用の外装缶と、該外装缶に導電的 に固着され外装缶の開口部を閉塞する金属封口蓋と、絶縁部材を介して配置され る他極性端子の中空リベットを付設する有機電解液電池において、該中空リベッ トの座に防爆用金属薄板を超音波により溶接してリベット穴を閉塞してなる安全 弁装置を備えた有機電解液電池とすることにより前述の課題を解決するものであ る。

【００１３】 この防爆用金属薄板を中空リベットの座に締着する方法は超音波溶接の他に、 レーザー溶接、抵抗スポット溶接等がある。しかし、レーザー溶接は装置が高額 で、また、溶接に時間がかかるため生産性に劣る。さらに、抵抗スポット溶接は 単点スポットを狭いピッチで多点溶接する必要があり、生産性に劣り、また、溶 接間隔に間隙ができるため耐リーク特性に問題がある。

【００１４】

【作用】

本考案電池によれば、図１に示す圧力応答性の良好な安全弁装置を有するため 誤使用等の異常時による電池の破裂がなく、安全性に優れている。また、中空リ ベット穴を防爆用金属薄板で閉塞しているため、耐リーク特性の向上が図れる。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案の実施例につき図面に基づき詳述する。

【００１６】 図１は一実施例による有機電解液電池の要部断面図を示し、図１において（１ ）は負極端子兼用の外装缶で発電要素（図示せず）が内蔵されている。（２）は 外装缶（１）の開口部に導電的に固着された金属封口蓋であって、両者の接合部 はレーザー溶接により溶着されている。（３）は中空リベットであって、上下よ り金属封口蓋（２）を絶縁パッキング（４）と絶縁パッキング（５）で挟み込み 、中空リベット（３）を絶縁パッキング（４）及び（５）の貫通孔（１０）に挿 入し、これに下部より集電用ワッシャ（６）を挿入し、全体を縦方向に加圧して 中空リベット（３）の脚先端を拡張してかしめる。つぎに、電解液を中空リベッ トを通して注入した後、厚み２０μｍのアルミ箔からなる防爆用金属薄板（９） を中空リベットの座に超音波にて溶着した。そして、端子キャップ（７）を防爆 用金属薄板の上に装着した。以上のようにして電池を組立てた。

【００１７】 尚、実施例では防爆用金属薄板をとして２０μｍのアルミ箔板を用いたが、厚 みが７μｍ〜１０μｍのステンレス箔板、５〜１０μｍのニッケル箔板でも同様 の特性が得られた。

【００１８】

【考案の効果】

以上のことから、本考案によれば、圧力応答性の良好な安全弁装置を有し、且 つ、耐リーク特性に優れた有機電解液電池を得ることができ、その実用的価値は 極めて大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に有機電解液電池の要部断面
図。

【図２】従来の有機電解液電池の要部断面図。

【図３】従来の有機電解液電池の要部断面図。

【図４】従来の有機電解液電池の要部断面図。

【符号の説明】

１ 外装缶 ２ 金属封口蓋 ３ 中空リベット ４ 上部絶縁パッキング ５ 下部絶縁パッキング ６ 集電用ワッシャ ７ 端子キャップ ８ ガス抜き孔 ９ 厚み２０μｍのアルミ箔からなる防爆用金属薄板 １０ 貫通口 ２１ 外装缶 ２２ 金属封口蓋 ２３ ガラスまたはセラミックシールなどの絶縁部材 ２４ 端子ピン ３１ 外装缶 ３２ 薄肉部 ４１ 外装缶 ４２ 金属封口蓋 ４３ 中空リベット ４４ 絶縁パッキング ４５ 絶縁パッキング ４６ 集電用ワッシャ ４７ 端子キャップ ４８ ガス抜孔 ４９ ゴム弁体 ５０ 貫通口 ５１ 蓋体

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】発電要素を内蔵せる一極性端子兼用の外装
   缶と、該外装缶に導電的に固着され外装缶の開口部を閉
   塞する金属封口蓋と、絶縁部材を介して配置される他極
   性端子の中空リベットを付設する有機電解液電池であっ
   て、該中空リベットの座に防爆用金属薄板を締着してリ
   ベット穴を閉塞することを特徴とする有機電解液電池の
   安全弁装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の有機電解液電池の安全弁装
   置であって、防爆用金属薄板を超音波溶接にて締着する
   ことを特徴とする有機電解液電池の安全弁装置。