JPH06338305A - 薄型非水電解液電池用防爆封口板 - Google Patents

薄型非水電解液電池用防爆封口板

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JPH06338305A
JPH06338305A JP5126900A JP12690093A JPH06338305A JP H06338305 A JPH06338305 A JP H06338305A JP 5126900 A JP5126900 A JP 5126900A JP 12690093 A JP12690093 A JP 12690093A JP H06338305 A JPH06338305 A JP H06338305A
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JP
Japan
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explosion
plate
metal
battery
proof valve
Prior art date
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Pending
Application number
JP5126900A
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English (en)
Inventor
Rikio Iida
力夫 飯田
Takafumi Fujii
隆文 藤井
Hiroshi Fukuda
浩 福田
Kikuo Senoo
菊雄 妹尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • 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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  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 短絡・過充電・逆充電等により電池内圧が上
昇した時、電池の温度上昇や爆発を効果的に防止し、電
池の安全性と信頼性を確保できる薄型非水電解液電池用
防爆封口板を提供する。 【構成】 防爆弁と、電極からのリード板が溶接されて
いる帯状端子板と溶着部により電気的に接続されてい
て、電池内圧が上昇した時に、この溶着部が破断するこ
とにより電気的接続を遮断するとともに、防爆弁の一部
が破壊されることにより電池内部のガスが外部に排出さ
れ、電池の破裂を未然に防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄型非水電解液電池、
特にリチウム二次電池の防爆封口板の構造に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、AV機器、パソコン等の電子機器
のコードレス化、ポータブル化に伴い、その駆動用電源
として小型、軽量で高エネルギー密度の電池が求められ
ている。特にリチウム二次電池は高エネルギー密度を有
する電池であり、次世代電池の主力としておおいに期待
され、その潜在的な市場規模も大きい。また、形状とし
ては機器の薄型化、スペースの有効利用の観点から薄型
化の要望が高まってきている。
【0003】ところが、密閉型電池、例えばリチウム金
属やカーボン材料を負極として使用するリチウム二次電
池は、短絡・過充電・逆充電等で誤使用された時に、電
池内にガスが発生し、その内圧の上昇により破裂してそ
の機能を失ったり、周辺機器に損傷を与えることがあっ
た。
【0004】特に、過充電状態が継続すると、電解液の
分解や活物質の分解により電池内のガス圧力が高まり、
電池の急激な温度上昇や、爆発を招く恐れがあった。
【0005】このような、短絡・過充電・逆充電状態に
おける電池の爆発を未然に防止するため、例えば実開昭
54−17734号、実公昭59−15398号等で
は、円筒型電池に関して図6(A)(B)に示すように
電池の内圧上昇にともない可撓性の金属製防爆弁1が破
壊され、ガスを電池外部に排出する防爆安全装置が提案
されている。
【0006】しかし、このような円筒型電池の安全機構
を封口板の幅の狭い薄型電池に応用した場合、薄型電池
では有効受圧面積が小さく、かつ幅が狭いことにより、
金属製防爆弁の内圧による変形が不十分で、作動圧が高
くなってしまう。また、薄型電池の場合は円筒型電池に
比べて電池ケースの耐圧が低くなり、円筒型電池よりも
作電圧を低く設定する必要がある。このため、内圧によ
る変形を大きくするのには可撓性の金属製防爆弁をより
薄く作成する必要があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電池内
圧が低い状態でも金属製防爆弁の変形が十分に起こる程
薄くした場合には、防爆弁の作動圧のばらつきが大きく
なり、作動圧の点で安全性が得られないという問題点が
あった。
【0008】本発明は、このような問題点を解決するも
ので、薄型電池において、短絡・過充電・逆充電状態に
より電池内圧が上昇した場合でも、確実に動作し、電気
的接続を遮断して電池の爆発を防ぎ、電池の安全性と信
頼性を確保することのできる薄型非水電解液電池用防爆
封口板を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ために、本発明は、正極板、負極板をセパレータを介し
て長円形に構成した極板群と、電解液を備えた薄型非水
電解液電池の封口板であり、この封口板は金属製キャッ
プ端子6と、電池内圧の上昇にともなって変形する可撓
性の金属製防爆弁1と、絶縁リング2を挟んで取り付け
られている金属製有孔板3とを備え、金属製有孔板3に
は絶縁板4を介してリボン状の金属板を凸型に折りまげ
た帯状端子板5がかしめ装着され、この金属製帯状端子
板5に設けた凸部の上面を前記可撓性金属製防爆弁1の
中央部と溶着部Sにより電気的に接続し、電池内圧が所
定値に達したとき前記防爆弁1が外側に変形する応力に
より溶着部Sを破断させて防爆弁1と帯状端子板5の凸
部との電気的接続が遮断するように構成したものであ
る。
【0010】
【作用】本発明の構成によると、短絡・過充電・逆充電
等により電池内圧が上昇した時に可撓性金属製防爆弁が
押し上げられるよう変形し、電池内圧が所定の値に達し
た際、前記金属製帯状端子板との溶着部Sが破断してそ
の電気的接続が遮断され、電池の急激な温度上昇や爆発
を効果的に防止することが可能となる。
【0011】また、この薄型非水電解液電池用防爆封口
板では、その防爆作動圧は、可撓性の金属製防爆弁と金
属製帯状端子板との溶着強度により調整可能であり、防
爆弁を薄くすることなく爆発を効果的に防止することが
可能であり、安定した作動圧を有する防爆封口板を得る
ことができる。
【0012】
【実施例】
(実施例1)以下、本発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。
【0013】図1および図2は、本発明の薄型リチウム
二次電池用防爆封口板を示す図であり、図1は横断面
図、図2はその分解斜視図である。この封口板は、可撓
性金属製防爆弁1、絶縁リング2、金属製有孔板3、絶
縁板4、リボン状の金属板を凸型に折りまげた金属製帯
状端子板5および金属製キャップ端子6により構成され
ている。可撓性の金属製防爆弁1は、絶縁リング2を介
して金属製有孔板3の上面に備えられ、金属製有孔板3
には絶縁板4を介してリボン状の金属板を凸型に折りま
げ、その突起部分を有孔板の挟開口部3aより上方へ突
き出した形の帯状端子板5が爪部7の約90°の折り込
みによりかしめ装着されている。この金属製帯状端子板
5の突起部の上面は、金属製防爆弁1の中央部に溶着さ
れ、その溶着部Sで電気的に接続されている。
【0014】なお、この金属製帯状端子板5と金属製防
爆弁1との溶着の強度により、防爆封口板の作動圧を調
整することが可能である。このため、溶接条件を選定し
やすい、超音波溶着もしくはレーザー溶接等を用いるの
が適切である。
【0015】次に、本発明による防爆封口板が、電池内
圧の上昇により電流の遮断を行う作動方法について説明
する。
【0016】この防爆封口板は、金属製帯状端子板5の
一端が電極から取り出されたリード板と溶接されてお
り、この金属製帯状端子板5が可撓性金属製防爆弁1と
溶着され、さらに金属製キャップ端子6と接触している
ことから導通が取られている。短絡・過充電・逆充電等
により電池内圧が上昇した場合、電池内圧はリボン状の
金属板を凸型に折った金属製帯状端子板5の開放した側
面から可撓性の金属製防爆弁1に伝わり、防爆弁1の中
央部が外側へ持ち上げられ、その応力によって溶着部S
が破断され、帯状端子板5との接続が解かれて電流が遮
断される。
【0017】なお、防爆弁1と金属製有孔板3との間
は、絶縁リング2による絶縁と密閉性が要求されてお
り、一般的に、絶縁リングとしてはポリエチレン製フィ
ルムを熱溶着して用いられている。このため、金属製有
孔板3に帯状端子板5が前もって絶縁板4を介して固定
されている場合には、熱溶着時に絶縁板4がその熱影響
を受けて絶縁性を損ない、かつ金属製帯状端子板5の緩
みの原因となる。また絶縁板4への熱影響を考慮して熱
溶着すると、絶縁リング2の加熱が十分にできず、密閉
性を低下させる可能性がある。
【0018】本実施例によれば、可撓性の金属製防爆弁
1と金属製有孔板3とを絶縁リング2により溶着した後
に、金属製帯状端子板5の装着が可能であり、これによ
り完全な絶縁、密閉性を確保することができる。
【0019】また、金属製有孔板3と金属製帯状端子板
5とは絶縁板4により絶縁されているので、金属製有孔
板3に鉄、金属製帯状端子板5にアルミニウムという異
なる金属を使用した場合でも、異種金属の直接接触によ
る電気的腐食を防止し、金属製有孔板3の鉄製使用によ
る強度の向上を図ることが可能である。
【0020】また、この封口板を用いれば、前記のよう
に短絡・過充電・逆充電状態において電気的接続が破断
し、電池の爆発を未然に防止することが可能であるが、
他の要因で電池内圧が異常に上昇した場合、防爆弁を破
壊する構造を設けることは二重の保護となり、より高い
電池の安全性が確保できる。その一つとして、可撓性の
金属製防爆弁1の一部に薄肉部を設け、電池内圧が異常
に上昇した時、その薄肉部が破れてガスを電池外部に排
出させる方法がある。薄肉部の形成方法としては、図3
に示すように、金属刻印等を打ちつけてC字状に断面角
形1a−1あるいは楔状1a−2のアンダーカットをつ
ける方法(A)、あるいは鋼球によって適度の荷重を加
えて局部的に半球状の薄肉部分1bを形成する方法
(B)等がある。あるいはまた、図4に示すように、金
属製キャップ端子6の可撓性金属製防爆弁1と対向する
側に尖鋭突起部6aを設け、電池内圧が上昇して可撓性
金属製防爆弁1が外側に変形して突起部6aに触れるこ
とで弁が破壊されてガスを電池内部に排出させる方法が
ある。
【0021】(実施例2)図5は、本発明の薄型リチウ
ム二次電池用防爆封口板の横断面図である。この封口板
は、可撓性の金属製防爆弁1が、絶縁リング2を介して
金属製有孔板3の上面に備えられ、金属製有孔板3には
絶縁板4を介してリボン状の金属製帯状端子板5がかし
め装着されていて、その端子板5の突起部中央には開口
部5aが設けられたものである。そしてこの開口部5a
の上側にこれを閉塞するように溶着されている金属製電
流遮断板8の上面は、金属製防爆弁1の中央部に溶着さ
れ、その溶着部Sにより電気的に接続されている。
【0022】なお、この防爆封口板は、金属製電流遮断
板8の厚みにより防爆封口板の作動圧を調整することが
可能である。
【0023】本実施例では金属製電流遮断板8と可撓性
の金属製防爆弁1に同質のアルミニウム箔を、金属製の
帯状端子板5には0.5mmのアルミニウム板を使用し
た。そして、可撓性の金属製防爆弁1に0.12mmのア
ルミニウム箔を使用し、金属製電流遮断板8の厚みを変
化したときの遮断動作圧を測定した結果を(表1)に示
す。
【0024】
【表1】
【0025】この結果より、金属製電流遮断板8の厚み
を大きくすることにより遮断動作圧は高くなることがわ
かる。可撓性金属製防爆弁1に金属製電流遮断板8より
厚いアルミニウム箔を使用し、電池内圧が上昇し金属製
電流遮断板8が破断し、金属製帯状端子板5との溶着部
Sが破断しても、可撓性金属製防爆弁1は開口しない厚
みとすることにより、金属製電流遮断板8の厚みを調整
し遮断動作点を任意に設定することが可能となる。
【0026】
【発明の効果】以上のように、本発明の薄型非水電解液
電池用防爆封口板によれば、薄型電池において、短絡・
過充電・逆充電状態により電池内圧が上昇した場合に
も、確実に電気的接続が遮断され、電池の発熱、爆発を
効果的に防止することができ、電池の安全性と信頼性を
確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の薄型非水電解液電池用防爆封
口板の横断面図
【図2】同封口板の分解斜視図
【図3】(A)本発明の一例での金属製防爆弁の斜視図
および断面図 (B)他の例での斜視図および断面図
【図4】本発明の実施例の薄型非水電解液電池用防爆封
口板の横断面図
【図5】本発明の他の実施例における防爆封口板の横断
面図
【図6】(A)従来の防爆封口板の横断面図 (B)他の防爆封口板の横断面図
【符号の説明】
1 可撓性金属製防爆弁 1a 薄肉部 1b 薄肉部 2 絶縁リング 3 金属製有孔板 4 絶縁板 5 金属製帯状端子板 5a 開口部 6 金属製キャップ端子 6a 突起部 7 爪部 8 金属製電流遮断板 S 溶着部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 妹尾 菊雄 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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極板、負極板をセパレータを介して長
    円形に構成した極板群と、電解液を備えた薄型非水電解
    液電池の封口板であり、この封口板は金属製キャップ端
    子6と、電池内圧の上昇にともなって変形する可撓性の
    金属製防爆弁1と、絶縁リング2を挟んで取り付けられ
    ている金属製有孔板3を備え、この金属製有孔板3には
    絶縁板4を介してリボン状の金属板を凸型に折りまげた
    帯状端子板5がかしめ装着され、この帯状端子板5の凸
    部上面を前記可撓性の金属製防爆弁1の中央部と溶着部
    Sにより電気的に接続し、電池内圧が所定値に達したと
    き前記防爆弁1が外側に変形する応力により溶着部Sを
    破断させて防爆弁1と帯状端子板5との電気的接続が遮
    断するよう構成した薄型非水電解液電池用防爆封口板。
  2. 【請求項2】 正極板、負極板をセパレータを介して長
    円形に構成した極板群と、電解液を備えた薄型非水電解
    液電池の封口板であり、この封口板は金属製キャップ端
    子6と、電池内圧の上昇にともなって変形する可撓性の
    金属製防爆弁1と、絶縁リング2を挟んで取り付けられ
    ている金属製有孔板3を備え、前記金属製有孔板3には
    絶縁板4を介してリボン状の金属板を凸型に折りまげた
    帯状端子板5がかしめ装着され、この帯状端子板5の凸
    部中央には開口部5aを設けるとともに、この開口部を
    閉塞している金属製電流遮断板8の上面を前記可撓性の
    金属製防爆弁1の中央部と溶着部Sにより電気的に接続
    し、電池内圧が所定値に達したとき前記防爆弁1が外側
    に変形する応力により溶着部Sを破断させて防爆弁1と
    電流遮断板8との電気的接続が遮断するよう構成した薄
    型非水電解液電池用防爆封口板。
  3. 【請求項3】 可撓性金属製防爆弁1の一部に薄肉部を
    設けた請求項1または2に記載の薄型非水電解液電池用
    防爆封口板。
  4. 【請求項4】 金属製キャップ端子6の可撓性金属製防
    爆弁1と対向する側に、突起部6aを設けた請求項1ま
    たは2に記載の薄型非水電解液電池用防爆封口板。
JP5126900A 1993-05-28 1993-05-28 薄型非水電解液電池用防爆封口板 Pending JPH06338305A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009140870A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 Sanyo Electric Co Ltd 密閉電池用端子及び密閉電池
CN108550775A (zh) * 2018-04-24 2018-09-18 苏州聚天合金属科技有限公司 一种电池电流自动切断装置

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