JPH06333548A - 防爆型電池 - Google Patents
防爆型電池Info
- Publication number
- JPH06333548A JPH06333548A JP5141592A JP14159293A JPH06333548A JP H06333548 A JPH06333548 A JP H06333548A JP 5141592 A JP5141592 A JP 5141592A JP 14159293 A JP14159293 A JP 14159293A JP H06333548 A JPH06333548 A JP H06333548A
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- Japan
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- battery
- explosion
- thin
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- pressure
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- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電池使用時あるいは廃棄処理時に、電池破裂
等の問題を生じない安全性に優れた防爆型電池を提供す
る。 【構成】 弁孔を備えた蓋板１３と、排気孔を備えたキ
ャップ状端子板５と、両者間に介在し、前記蓋板の弁孔
を常時閉塞する弁体７を含む防爆封口板４により密閉し
た電池で、電池内に発生したガス圧による、電池ケース
１底面に設けた薄肉部２の破断圧力を、防爆封口板の弁
体の破断圧力よりも大きく、かつ電池封口部の耐圧より
小さくする。
等の問題を生じない安全性に優れた防爆型電池を提供す
る。 【構成】 弁孔を備えた蓋板１３と、排気孔を備えたキ
ャップ状端子板５と、両者間に介在し、前記蓋板の弁孔
を常時閉塞する弁体７を含む防爆封口板４により密閉し
た電池で、電池内に発生したガス圧による、電池ケース
１底面に設けた薄肉部２の破断圧力を、防爆封口板の弁
体の破断圧力よりも大きく、かつ電池封口部の耐圧より
小さくする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウム二次電池など
に適用される防爆型電池に関するものである。
に適用される防爆型電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】有機電解液を用いたリチウム電池、特に
リチウム二次電池においては、密閉型アルカリ二次電池
等と同様の高率充放電特性を確保させるために、反応面
積をできるだけ大きくする設計努力がなされている。こ
のような電池に対して異常電流負荷、異常加熱、破壊的
な衝撃等が加えられた時、電池内で急激な充放電反応も
しくは化学反応による急激なガス発生が起こり易く、電
池破壊の危険性が大きい。そのため防爆安全装置が付加
される。従来の電池の防爆安全装置の多くは、弁体を備
えた封口板を用いて電池ケースを密閉するか、または電
池ケース底面部等に薄肉部を設けたものである。電池内
に異常なガス発生が起こった際、前者の弁体を備えた封
口板では弁体が破断し、後者の底面部に薄肉部を設けた
電池ケースはその薄肉部が破断することで、ガスを排出
することにより安全性を確保するのが実用電池では一般
的なものであった。
リチウム二次電池においては、密閉型アルカリ二次電池
等と同様の高率充放電特性を確保させるために、反応面
積をできるだけ大きくする設計努力がなされている。こ
のような電池に対して異常電流負荷、異常加熱、破壊的
な衝撃等が加えられた時、電池内で急激な充放電反応も
しくは化学反応による急激なガス発生が起こり易く、電
池破壊の危険性が大きい。そのため防爆安全装置が付加
される。従来の電池の防爆安全装置の多くは、弁体を備
えた封口板を用いて電池ケースを密閉するか、または電
池ケース底面部等に薄肉部を設けたものである。電池内
に異常なガス発生が起こった際、前者の弁体を備えた封
口板では弁体が破断し、後者の底面部に薄肉部を設けた
電池ケースはその薄肉部が破断することで、ガスを排出
することにより安全性を確保するのが実用電池では一般
的なものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、電池は機器
に内蔵されて使用される場合が多く、電池が異常な内圧
状態になった時、前記したケース底部の溝状薄肉部が破
断するような安全装置を設けた場合は、電池の破裂は防
止できるが、破裂した溝状薄肉部の裂け目から内部ガス
と共に電解液が機器内に直接噴き出し、機器が使用不能
となるおそれがある。また、前述した弁体を備えた封口
板を用いた場合は、外面側に設けたキャップ端子等のガ
ス排気口が比較的小さいため、ガスを逃がす排気能力は
十分と言えるほど大きくはない。従って、不適正な電池
の取扱い、例えば電池を異常高温下、例えば２００℃あ
るいは火中に投入したり、強制的に電流を流したりする
などによって、ガス排気能力以上のガスが発生した場合
は、電池内圧が上昇して破裂に至ることがある。さら
に、電池の誤使用あるいは廃棄する際などで電池の側面
部が圧壊された場合、上下方向の一方の安全装置だけで
は、他方のガスの排出が不十分となり、破裂に至ること
がある。
に内蔵されて使用される場合が多く、電池が異常な内圧
状態になった時、前記したケース底部の溝状薄肉部が破
断するような安全装置を設けた場合は、電池の破裂は防
止できるが、破裂した溝状薄肉部の裂け目から内部ガス
と共に電解液が機器内に直接噴き出し、機器が使用不能
となるおそれがある。また、前述した弁体を備えた封口
板を用いた場合は、外面側に設けたキャップ端子等のガ
ス排気口が比較的小さいため、ガスを逃がす排気能力は
十分と言えるほど大きくはない。従って、不適正な電池
の取扱い、例えば電池を異常高温下、例えば２００℃あ
るいは火中に投入したり、強制的に電流を流したりする
などによって、ガス排気能力以上のガスが発生した場合
は、電池内圧が上昇して破裂に至ることがある。さら
に、電池の誤使用あるいは廃棄する際などで電池の側面
部が圧壊された場合、上下方向の一方の安全装置だけで
は、他方のガスの排出が不十分となり、破裂に至ること
がある。
【０００４】本発明は、このような課題を解決するもの
であり、安全装置の複合化と最適化によって、電池使用
時あるいは廃棄処理時に電池破裂等の問題を生じない安
全性に優れた防爆型電池を提供することを目的とする。
であり、安全装置の複合化と最適化によって、電池使用
時あるいは廃棄処理時に電池破裂等の問題を生じない安
全性に優れた防爆型電池を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、底面部に溝状薄肉部または底面部全体を
薄肉化した薄肉底面を設けた電池ケースを用い、弁孔を
備えた蓋板と、排気孔を備えたキャップ状端子板と、こ
の両者の間に介在した前記蓋板の弁孔を常時閉塞するよ
うに配設された弁体を含む防爆封口板および絶縁ガスケ
ットにより前記電池ケースの開口部を密閉した防爆型電
池であって、電池内に発生したガス圧による前記電池ケ
ースの溝状薄肉部または薄肉底面の破断圧力が、前記防
爆封口板の弁体の破断圧力よりも大きく、かつ電池封口
部の耐圧より小さくなるようにしたことを特徴とする。
決するために、底面部に溝状薄肉部または底面部全体を
薄肉化した薄肉底面を設けた電池ケースを用い、弁孔を
備えた蓋板と、排気孔を備えたキャップ状端子板と、こ
の両者の間に介在した前記蓋板の弁孔を常時閉塞するよ
うに配設された弁体を含む防爆封口板および絶縁ガスケ
ットにより前記電池ケースの開口部を密閉した防爆型電
池であって、電池内に発生したガス圧による前記電池ケ
ースの溝状薄肉部または薄肉底面の破断圧力が、前記防
爆封口板の弁体の破断圧力よりも大きく、かつ電池封口
部の耐圧より小さくなるようにしたことを特徴とする。
【０００６】ここで、電池ケースの溝状薄肉部または薄
肉底面の破断圧力は、１５ｋｇｆ／ｃｍ2以上が好まし
い。また、前記弁体は、薄肉部を設けた金属薄板、また
は金属層と合成樹脂層との複合部材を用いるのが適当で
ある。
肉底面の破断圧力は、１５ｋｇｆ／ｃｍ2以上が好まし
い。また、前記弁体は、薄肉部を設けた金属薄板、また
は金属層と合成樹脂層との複合部材を用いるのが適当で
ある。
【０００７】
【作用】本発明の複合安全装置を備えた電池は、ガス発
生速度が遅い場合は、防爆封口板に設けられた弁体の破
断のみで発生ガスを容易に放出できるため、金属ケース
底面部に設けた薄肉部が破断することはない。また、機
器に組み込まれた状態で異常が発生した際には、電解液
が電池底面から直接噴出することはなく、電池交換のみ
で、機器は再び使用可能である。さらに、廃棄時の焼却
による電池内部の急激なガス発生時、および電池側面部
が圧壊された時等においても電池破裂などの問題を生じ
ない、取扱い時の安全性に優れた電池を提供することが
できる。
生速度が遅い場合は、防爆封口板に設けられた弁体の破
断のみで発生ガスを容易に放出できるため、金属ケース
底面部に設けた薄肉部が破断することはない。また、機
器に組み込まれた状態で異常が発生した際には、電解液
が電池底面から直接噴出することはなく、電池交換のみ
で、機器は再び使用可能である。さらに、廃棄時の焼却
による電池内部の急激なガス発生時、および電池側面部
が圧壊された時等においても電池破裂などの問題を生じ
ない、取扱い時の安全性に優れた電池を提供することが
できる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を円筒型リチウム二次電池に適
用した実施例により説明する。図１および図２におい
て、１は電池ケースを示す。電池ケース底面部の破断圧
力を調節するため、ケース底面部に薄肉部を設ける方法
として、底面部の一部を薄肉化する方法と底面部全体を
薄肉化する方法があるが、ここでは、ニッケル鍍金鋼板
製の電池ケース底面部に、刻印型を用いて、プレス圧縮
により底面部の一部に溝状の薄肉部２を形成している。
用した実施例により説明する。図１および図２におい
て、１は電池ケースを示す。電池ケース底面部の破断圧
力を調節するため、ケース底面部に薄肉部を設ける方法
として、底面部の一部を薄肉化する方法と底面部全体を
薄肉化する方法があるが、ここでは、ニッケル鍍金鋼板
製の電池ケース底面部に、刻印型を用いて、プレス圧縮
により底面部の一部に溝状の薄肉部２を形成している。
【０００９】電池ケース１の内部には、金属箔集電体に
ＬｉＣｏＯ2を主成分とするペ−ストを塗布、乾燥した
後、短冊状に切断した正極板と、カーボンをペースト状
にして金属箔集電体に塗布、乾燥した後、短冊状に切断
した負極板とをフイルム状セパレ−タを介して渦巻状に
巻回した発電要素３を収容している。ケース１の開口部
には、弁孔１４を備えた蓋板１３と、排気孔６を備えた
キャップ状端子板５と、この両者の間に介在して前記蓋
板の弁孔上面を常時閉塞するように配設された弁体７等
を含む防爆封口板４を絶縁ガスケット１５を介して嵌合
させ、ケースの開口部を金型で内方に折り曲げることに
よりケースの開口部を密封口している。蓋板１４の内面
には、発電要素３に一方の極板のリ−ド片１６を溶接し
て電気的に接続している。また、他方の極板リ−ド片
（図示せず）はケース１の底部内面に溶接して電気的に
接続している。
ＬｉＣｏＯ2を主成分とするペ−ストを塗布、乾燥した
後、短冊状に切断した正極板と、カーボンをペースト状
にして金属箔集電体に塗布、乾燥した後、短冊状に切断
した負極板とをフイルム状セパレ−タを介して渦巻状に
巻回した発電要素３を収容している。ケース１の開口部
には、弁孔１４を備えた蓋板１３と、排気孔６を備えた
キャップ状端子板５と、この両者の間に介在して前記蓋
板の弁孔上面を常時閉塞するように配設された弁体７等
を含む防爆封口板４を絶縁ガスケット１５を介して嵌合
させ、ケースの開口部を金型で内方に折り曲げることに
よりケースの開口部を密封口している。蓋板１４の内面
には、発電要素３に一方の極板のリ−ド片１６を溶接し
て電気的に接続している。また、他方の極板リ−ド片
（図示せず）はケース１の底部内面に溶接して電気的に
接続している。
【００１０】防爆封口板４に用いる弁体７は、アルミニ
ウム等の金属薄板に刻印型などを用いて弁体薄肉部８を
形成したもので、弁体薄肉部８の厚みを調整することに
より作動圧の調節を行うことができる。なお、この例で
は、弁孔１０を有する内蓋９の中央突部１１を弁体７の
中央部に溶接するとともに、内蓋９と弁体７の周縁部に
は絶縁リング１２を介在させている。従って、発電要素
３の一方の電極は、リ−ド片１６、蓋板１４、内蓋９、
弁体７を介して端子板５に電気的に接続されているが、
弁体７が作動して薄肉部８が破断し、弁体の中央部が周
縁部から切り離されると、前記の電気的な接続関係は断
たれる。
ウム等の金属薄板に刻印型などを用いて弁体薄肉部８を
形成したもので、弁体薄肉部８の厚みを調整することに
より作動圧の調節を行うことができる。なお、この例で
は、弁孔１０を有する内蓋９の中央突部１１を弁体７の
中央部に溶接するとともに、内蓋９と弁体７の周縁部に
は絶縁リング１２を介在させている。従って、発電要素
３の一方の電極は、リ−ド片１６、蓋板１４、内蓋９、
弁体７を介して端子板５に電気的に接続されているが、
弁体７が作動して薄肉部８が破断し、弁体の中央部が周
縁部から切り離されると、前記の電気的な接続関係は断
たれる。
【００１１】上記のような構成において、弁体７の破断
圧力を２５ｋｇｆ／ｃｍ2とし、電池ケース１の底部薄
肉部の破断圧を弁体の破断圧より８ｋｇｆ／ｃｍ2高い
３３ｋｇｆ／ｃｍ2に設定した電池ケースを用いた電池
をＡ１、３５ｋｇｆ／ｃｍ2高い６０ｋｇｆ／ｃｍ2に設
定した電池ケースを用いた電池をＡ２、５５ｋｇｆ／ｃ
ｍ2高い８０ｋｇｆ／ｃｍ2に設定した電池ケースを用い
た電池をＡ３とする。一方、比較例として、ケース底部
薄肉部の破断圧を弁体の破断圧より３ｋｇｆ／ｃｍ2高
い２８ｋｇｆ／ｃｍ2に設定した電池ケースを用いた電
池をＢ、ケース底部薄肉部の破断圧を弁体の破断圧より
６１ｋｇｆ／ｃｍ2高い８６ｋｇｆ／ｃｍ2に設定した電
池ケースを用いた電池をＣとし、また、ケース底部の破
断圧力が封口耐圧より大きな電池として、ケース底部に
薄肉部のないケースを用いた従来電池をＤとする。な
お、薄肉部の破断圧力（作動圧）は、ガス加圧によって
測定を行う。表１に実施例および比較例として製作した
電池の種類を示す。
圧力を２５ｋｇｆ／ｃｍ2とし、電池ケース１の底部薄
肉部の破断圧を弁体の破断圧より８ｋｇｆ／ｃｍ2高い
３３ｋｇｆ／ｃｍ2に設定した電池ケースを用いた電池
をＡ１、３５ｋｇｆ／ｃｍ2高い６０ｋｇｆ／ｃｍ2に設
定した電池ケースを用いた電池をＡ２、５５ｋｇｆ／ｃ
ｍ2高い８０ｋｇｆ／ｃｍ2に設定した電池ケースを用い
た電池をＡ３とする。一方、比較例として、ケース底部
薄肉部の破断圧を弁体の破断圧より３ｋｇｆ／ｃｍ2高
い２８ｋｇｆ／ｃｍ2に設定した電池ケースを用いた電
池をＢ、ケース底部薄肉部の破断圧を弁体の破断圧より
６１ｋｇｆ／ｃｍ2高い８６ｋｇｆ／ｃｍ2に設定した電
池ケースを用いた電池をＣとし、また、ケース底部の破
断圧力が封口耐圧より大きな電池として、ケース底部に
薄肉部のないケースを用いた従来電池をＤとする。な
お、薄肉部の破断圧力（作動圧）は、ガス加圧によって
測定を行う。表１に実施例および比較例として製作した
電池の種類を示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】次に、これらの電池を用いて加熱試験とし
ての火中投入試験、さらに圧壊試験を行った結果を示
す。 （１）火中投入試験 火中投入試験は、電池の廃棄時の焼却を想定した試験で
あって、炭火および木材等の燃焼炉中で電池を焼却する
もので、このときの電池の状態を観察した。表２に本発
明の実施例の電池と比較例の電池の火中投入試験結果を
示す。
ての火中投入試験、さらに圧壊試験を行った結果を示
す。 （１）火中投入試験 火中投入試験は、電池の廃棄時の焼却を想定した試験で
あって、炭火および木材等の燃焼炉中で電池を焼却する
もので、このときの電池の状態を観察した。表２に本発
明の実施例の電池と比較例の電池の火中投入試験結果を
示す。
【００１４】
【表２】
【００１５】表２の結果から、比較例電池Ｄは電池の破
裂が発生するのに対し、ケース底部に薄肉部のある本発
明の実施例電池Ａ１、Ａ２、Ａ３は、破裂には至らなか
った。比較例電池Ｄにおいては、前述したように火中に
投入された時、異常な加熱により、電池内部で急速な化
学反応が起こると同時に、電池内に急激なガス発生が起
こり、封口板に設けたガス排気孔のガス排気能力以上の
ガスが発生した結果、電池内圧が急激に上昇して、封口
耐圧以上の圧力になったため、破裂に至ったものであ
る。このとき、ケース底部の破断圧力は封口耐圧より大
きいため、ケース底部が破断することはない。
裂が発生するのに対し、ケース底部に薄肉部のある本発
明の実施例電池Ａ１、Ａ２、Ａ３は、破裂には至らなか
った。比較例電池Ｄにおいては、前述したように火中に
投入された時、異常な加熱により、電池内部で急速な化
学反応が起こると同時に、電池内に急激なガス発生が起
こり、封口板に設けたガス排気孔のガス排気能力以上の
ガスが発生した結果、電池内圧が急激に上昇して、封口
耐圧以上の圧力になったため、破裂に至ったものであ
る。このとき、ケース底部の破断圧力は封口耐圧より大
きいため、ケース底部が破断することはない。
【００１６】一方、ケース底部に薄肉部のある本発明の
電池Ａ１、Ａ２、Ａ３は、電池内圧が上昇した際、封口
耐圧に達するまでに、電池ケース底部の薄肉部の破断が
起こり、電池内に発生したガスをスムーズに電池外部に
排出するために破裂には至らなかったと考えられる。ま
た、ケース底部破断圧力が電池封口部の耐圧に接近して
いる比較例電池Ｃにおいては、ケース底部薄肉部がある
にもかかわらず、急激なガス発生のため、ケース底部薄
肉部破断が間に合わず封口部が変形して破裂が発生す
る。以上の結果から、電池ケースの底部薄肉部または薄
肉底面の破断圧力は封口耐圧より５ｋｇｆ／ｃｍ2程度
低くすることが望ましい。
電池Ａ１、Ａ２、Ａ３は、電池内圧が上昇した際、封口
耐圧に達するまでに、電池ケース底部の薄肉部の破断が
起こり、電池内に発生したガスをスムーズに電池外部に
排出するために破裂には至らなかったと考えられる。ま
た、ケース底部破断圧力が電池封口部の耐圧に接近して
いる比較例電池Ｃにおいては、ケース底部薄肉部がある
にもかかわらず、急激なガス発生のため、ケース底部薄
肉部破断が間に合わず封口部が変形して破裂が発生す
る。以上の結果から、電池ケースの底部薄肉部または薄
肉底面の破断圧力は封口耐圧より５ｋｇｆ／ｃｍ2程度
低くすることが望ましい。
【００１７】（２）圧壊試験 圧壊試験は、直径２０ｍｍの金属丸棒を電池と９０度の
角度をなすように配置し、電池の中央部を電池の直径方
向に１／２まで圧縮するもので、この時の電池の状態を
観察した。表３に本発明の実施例の電池と比較例の電池
の圧壊試験結果を示す。
角度をなすように配置し、電池の中央部を電池の直径方
向に１／２まで圧縮するもので、この時の電池の状態を
観察した。表３に本発明の実施例の電池と比較例の電池
の圧壊試験結果を示す。
【００１８】
【表３】
【００１９】表３の結果から、比較例電池Ｄは電池の破
裂が発生するのに対し、ケース底部に薄肉部のある本発
明の実施例の電池は、破裂には至らなかった。この試験
においては、電池の中央部が圧縮される結果、内部ショ
ート状態になり、異常な発熱と同時に急激なガス発生が
起こる。この時、圧縮状態にある電池の上下部でガスが
溜まり異常に内圧が上昇する。比較例電池Ｄにおいて
は、電池上部に溜まったガスは内圧上昇による弁体の破
断の後、封口板の排気孔から放出することが可能であ
る。一方、電池下部に溜まったガスは、電池ケース底面
部の破断圧力が封口耐圧以上に大きいため、ケース底部
の破断は起こらず、ガス圧力が封口耐圧以上に高くな
り、急激な破裂を引き起こす。
裂が発生するのに対し、ケース底部に薄肉部のある本発
明の実施例の電池は、破裂には至らなかった。この試験
においては、電池の中央部が圧縮される結果、内部ショ
ート状態になり、異常な発熱と同時に急激なガス発生が
起こる。この時、圧縮状態にある電池の上下部でガスが
溜まり異常に内圧が上昇する。比較例電池Ｄにおいて
は、電池上部に溜まったガスは内圧上昇による弁体の破
断の後、封口板の排気孔から放出することが可能であ
る。一方、電池下部に溜まったガスは、電池ケース底面
部の破断圧力が封口耐圧以上に大きいため、ケース底部
の破断は起こらず、ガス圧力が封口耐圧以上に高くな
り、急激な破裂を引き起こす。
【００２０】一方、ケース底部に薄肉部のある本発明の
実施例の電池Ａ１、Ａ２、Ａ３は、封口板からのガスの
放出とともに、ケース底部の薄肉部がガス圧により破断
することで、電池下部に溜まったガスを電池外部に放出
するために、破裂には至らない。上記の結果より、破断
圧力を適正化した弁体を組み込んだ排気孔を備えた防爆
封口板と底部に薄肉部を設けた電池ケースを併用するこ
とにより、従来電池に比べ非常に安全な電池の作製が可
能であることがわかる。
実施例の電池Ａ１、Ａ２、Ａ３は、封口板からのガスの
放出とともに、ケース底部の薄肉部がガス圧により破断
することで、電池下部に溜まったガスを電池外部に放出
するために、破裂には至らない。上記の結果より、破断
圧力を適正化した弁体を組み込んだ排気孔を備えた防爆
封口板と底部に薄肉部を設けた電池ケースを併用するこ
とにより、従来電池に比べ非常に安全な電池の作製が可
能であることがわかる。
【００２１】なお、防爆封口板４に用いる弁体７とし
て、上記実施例では金属薄板を使用したが、１０〜１０
０μｍ程度の厚さのアルミニウム箔などの金属層の片面
あるいは両面に、ポリオレフィン樹脂フィルム等の合成
樹脂層を接着した複合部材、例えばラミネートフィルム
を用い、金属層または合成樹脂層あるいは双方の厚さを
変えて、破断圧力（作動圧）を調整しても、同様に使用
することができる。また、電池ケースの底部薄肉部の破
断圧を１５ｋｇｆ／ｃｍ2以上とした理由としては、例
えば、電池ケースの底部薄肉部の破断圧を１５ｋｇｆ／
ｃｍ2未満とした場合、電池が落下試験等の何らかの弱
い衝撃を受けただけで、ケース底部薄肉部が破断し、電
池内部から電解液が流出する恐れがあるからである。表
４に落下試験の結果の一例を示す。落下試験は、２ｍの
高さから、コンクリート上に電池を３方向から各５回ず
つ落下しケース底部の刻印の状態を観察した。
て、上記実施例では金属薄板を使用したが、１０〜１０
０μｍ程度の厚さのアルミニウム箔などの金属層の片面
あるいは両面に、ポリオレフィン樹脂フィルム等の合成
樹脂層を接着した複合部材、例えばラミネートフィルム
を用い、金属層または合成樹脂層あるいは双方の厚さを
変えて、破断圧力（作動圧）を調整しても、同様に使用
することができる。また、電池ケースの底部薄肉部の破
断圧を１５ｋｇｆ／ｃｍ2以上とした理由としては、例
えば、電池ケースの底部薄肉部の破断圧を１５ｋｇｆ／
ｃｍ2未満とした場合、電池が落下試験等の何らかの弱
い衝撃を受けただけで、ケース底部薄肉部が破断し、電
池内部から電解液が流出する恐れがあるからである。表
４に落下試験の結果の一例を示す。落下試験は、２ｍの
高さから、コンクリート上に電池を３方向から各５回ず
つ落下しケース底部の刻印の状態を観察した。
【００２２】
【表４】
【００２３】ケース底部薄肉部破断圧力を８ｋｇｆ／ｃ
ｍ2に設定した電池Ｅ、Ｆは、ケース底部薄肉部が非常
に薄く、また強度的にもかなり弱いため前述した落下試
験においては、その衝撃によりケース底部薄肉部が破断
するが、ケース底部薄肉部破断圧力を１５ｋｇｆ／ｃｍ
2に設定した電池Ｇは落下による薄肉部の破断は見られ
ない。したがって、ケース底部薄肉部の破断圧力は１５
ｋｇｆ／ｃｍ2以上に設定する必要がある。
ｍ2に設定した電池Ｅ、Ｆは、ケース底部薄肉部が非常
に薄く、また強度的にもかなり弱いため前述した落下試
験においては、その衝撃によりケース底部薄肉部が破断
するが、ケース底部薄肉部破断圧力を１５ｋｇｆ／ｃｍ
2に設定した電池Ｇは落下による薄肉部の破断は見られ
ない。したがって、ケース底部薄肉部の破断圧力は１５
ｋｇｆ／ｃｍ2以上に設定する必要がある。
【００２４】一方、ケース底部薄肉部の破断圧力を封口
板の弁体破断圧力より大きく設定する理由としては、例
えば、ケース底部薄肉部の破断圧力が封口板内の弁体破
断圧力と同じかそれ以上の場合に、電池の外部短絡等
で、電池温度の上昇などの原因によるわずかな電池内圧
上昇が生じた際、封口板内の弁体の破断のみで安全性が
確保できるような場合においても、ケース底部薄肉部が
破断するような場合が生じる。前述したように、この種
の電池は機器に内蔵されて使用される場合が多いため、
このような場合には電解液の流出を防ぐ必要がある。そ
こで、封口板内の弁体破断圧とケース底部薄肉部の破断
圧の差をいくつか設定して試験を行った結果、少なくと
も、ケース底部破断圧力は弁体破断圧力よりも５ｋｇｆ
／ｃｍ2程度高く設定することが望ましいことがわかっ
た。
板の弁体破断圧力より大きく設定する理由としては、例
えば、ケース底部薄肉部の破断圧力が封口板内の弁体破
断圧力と同じかそれ以上の場合に、電池の外部短絡等
で、電池温度の上昇などの原因によるわずかな電池内圧
上昇が生じた際、封口板内の弁体の破断のみで安全性が
確保できるような場合においても、ケース底部薄肉部が
破断するような場合が生じる。前述したように、この種
の電池は機器に内蔵されて使用される場合が多いため、
このような場合には電解液の流出を防ぐ必要がある。そ
こで、封口板内の弁体破断圧とケース底部薄肉部の破断
圧の差をいくつか設定して試験を行った結果、少なくと
も、ケース底部破断圧力は弁体破断圧力よりも５ｋｇｆ
／ｃｍ2程度高く設定することが望ましいことがわかっ
た。
【００２５】
【発明の効果】本発明の安全装置を有した防爆型電池
は、広範囲の条件下において破裂等の問題を生ぜず、廃
棄時の焼却による電池内部の急激なガス発生時、および
電池側面部が圧壊された時等においても破裂に至ること
はなく非常に安全である。
は、広範囲の条件下において破裂等の問題を生ぜず、廃
棄時の焼却による電池内部の急激なガス発生時、および
電池側面部が圧壊された時等においても破裂に至ること
はなく非常に安全である。
【図１】本発明の実施例における防爆型電池の縦断面図
である。
である。
【図２】同電池の底面図である。
１ 電池ケース ２ 溝状薄肉部 ３ 発電要素 ４ 防爆封口板 ５ キャップ状端子板 ６ 排気孔 ７ 弁体 ８ 薄肉部 ９ 内蓋 １０ 弁孔 １１ 突部 １２ 絶縁リング １３ 蓋板 １４ 弁孔 １５ 絶縁ガスケット １６ リード片
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 守 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 底面部に溝状薄肉部または底面部全体を
薄肉化した薄肉底面を設けた電池ケースに発電要素を収
容し、弁孔を備えた蓋板と排気孔を備えたキャップ状端
子板とこの両者の間に介在して前記蓋板の弁孔を常時閉
塞するように配設された弁体とを含む防爆封口板および
絶縁ガスケットにより前記電池ケースの開口部を密閉し
た電池であって、電池内に発生したガス圧による前記電
池ケース底面部の薄肉部または薄肉底面の破断圧力が、
前記防爆封口板の弁体の破断圧力よりも大きく、かつ電
池封口部の耐圧より小さくなるようにしたことを特徴と
する防爆型電池。 - 【請求項２】 前記電池ケース底面部の溝状薄肉部また
は薄肉底面の破断圧力を１５ｋｇｆ／ｃｍ2以上とした
請求項１記載の防爆型電池。 - 【請求項３】 前記弁体が、薄肉部を設けた金属薄板で
構成された請求項１記載の防爆型電池。 - 【請求項４】 前記弁体が、金属層と合成樹脂層の複合
部材で構成された請求項１記載の防爆型電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5141592A JPH06333548A (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 防爆型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5141592A JPH06333548A (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 防爆型電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06333548A true JPH06333548A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=15295597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5141592A Pending JPH06333548A (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 防爆型電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH06333548A (ja) |
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