JPH0654201U - 密閉型電池及びこの電池を備えた電池装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安全弁が開放状態のままで充電されるのを防
止して、電池寿命が短くなったりパック電池内に危険な
ガスが充満するのを抑制することができる密閉型電池及
びこの電池を備えた電池装置の提供を目的としている。 【構成】 内部に電極群が装填された電池缶の開口部に
は封口体３が装着された構造の密閉型電池において、上
記封口体３は、中央に弁孔５が形成された封口板６と、
この封口板６に固定されると共に上壁中央部に貫通孔８
が形成されたキャップ部材７とを有し、且つ上記キャッ
プ部材７と上記封口板６とによって形成される弁室８内
には、スプリング１２と、このスプリング１２に付勢さ
れる圧力検知部材１３と、上記スプリング１２に付勢さ
れると共に前記弁孔５を閉成するゴム弁板１４とが設け
られ、しかも、上記圧力検知部材１３の上端は前記貫通
孔８から突出するような構造となっていることを特徴と
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は密閉型電池及びこの電池を備えた電池装置に関し、特に密閉型電池の 安全弁構造及びこのような安全弁構造を有する電池を備えた電池装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ニッケル−カドミウム蓄電池等の密閉型蓄電池では、過充電や過放電により酸 素ガスや水素ガスが発生して電池内部に充満し、時として、電池内部圧力が異常 に高くなる場合がある。このような圧力の異常な上昇により、電池ケースが破裂 したり陽極端子部が飛散したりするのを防止すべく、従来より、所定圧力以上に なると過剰のガスを大気中に放出する安全弁が設けられている。

【０００３】 ここで、従来の安全弁を、図５に基づいて説明する。中央に弁孔５１が形成さ れた封口板５２と、この封口板５２にスポット溶接にて固定されると共に側壁に ガス抜き小孔５３が形成された陽極キャップ５４とによって弁室５５が構成され る。この弁室５５の内部には、スプリング５６とこのスプリング５６に付勢され るゴム弁板５７とが設けられている。そして、電池内部圧力が所定圧力（スプリ ング５６の付勢力と同等）に達するまでは、前記弁孔５１はゴム弁板５７により 閉成される一方、電池内部圧力が所定圧力以上になると、スプリング５６の付勢 力に抗してゴム弁板５７が上方に押されて弁孔５１からガスが排出される構造で ある。また、この種の安全弁を用いた密閉型蓄電池の電池装置における充電制御 は、電流，電圧や温度を測定することにより行っていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ここで、密閉型蓄電池においては、電解液の過剰注入等の電池内部異常（即ち 、上記のような過充電や過放電による異常を除く）によって、通常充電において も電池内部ガス圧が異常に高くなることがある。このため、通常充電時であって も、安全弁が作動して弁孔５１が開放状態となったままで充電され続けることに なる。この結果、上記従来の制御方法では、通常充電時であっても、ガスと共に 電解液が電池外に放出されるため、ドライアウトが生じて電池寿命が短くなると 共に、上記密閉型蓄電池を備えたパック電池内に危険なガスが充満するといった 課題を有していた。

【０００５】 本考案は係る現状を考慮してなされたものであって、安全弁が開放状態のまま で充電されるのを防止して、電池寿命が短くなったりパック電池内に危険なガス が充満するのを抑制することができる密閉型電池及びこの電池を備えた電池装置 の提供を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するために、以下の手段を用いたことを特徴とする。 内部に電極群が装填された電池缶の開口部には封口体が装着された構造の密閉 型電池において、上記封口体は、中央に弁孔が形成された封口板と、この封口板 に固定されると共に上壁中央部に貫通孔が形成されたキャップ部材とを有し、且 つ上記キャップ部材と上記封口板とによって形成される弁室内には、弾性部材と 、この弾性部材に付勢される圧力検知部材と、上記弾性部材に付勢されると共に 前記弁孔を閉成するゴム弁板とが設けられ、しかも、上記圧力検知部材の上端は 前記貫通孔から突出するような構造となっていることを特徴とする。 上記記載の密閉型電池を備えた電池装置において、前記圧力検知部材に臨む 位置に配置された圧力検出手段と、前記密閉型電池の充電をＯＮ／ＯＦＦするス イッチ手段と、電池内部圧力が上昇して前記圧力検知部材が押し上げられ、これ によって上記圧力検出手段から圧力信号が出力されると、上記スイッチ手段をＯ ＦＦする制御手段とを有することを特徴とする。

【０００７】

【作用】

上記構成であれば、電解液の過剰注入等の電池内部異常によって、密閉型電池 が満充電状態となるまでに電池内部ガス圧が所定圧力以上になった場合には、弾 性部材の付勢力に抗してゴム弁板が押し上げられる他、圧力検知部材も押し上げ られることになる。そうすると、圧力検知部材に臨む位置に設けられた圧力検出 手段に圧力が加わるため、当該圧力検出手段から圧力信号が出力される。これに より、制御手段からスイッチ手段にＯＦＦ信号が出力されるので、満充電となる 前に充電が終了することになる。この結果、電池内部のガスと共に電解液が電池 外に放出されるのを防止することが可能となる。

【０００８】

【実施例】

本考案の一実施例を、図１〜図４に基づいて、以下に説明する。 図１は本考案の一実施例に係る密閉型電池の一部断面図、図２は密閉型電池の 要部断面図、図３は密閉型電池を備えたパック電池の概略説明図、図４は密閉型 電池を備えたパック電池を充電する際に用いる電源装置のブロック図である。

【０００９】 図１に示すように、本考案の密閉型電池４は、内部に電極群（図示せず）が装 填された電池缶１を有しており、この電池缶１の開口部には、ガスケット２を介 して封口体３が嵌着されている。このような構造により、電池内部が密閉される ことになる。 ここで、上記封口体３は、図２に示すように、中央に弁孔５が形成された封口 板６を有しており、この封口板６上には、スポット溶接にて陽極キャップ７が固 定されている。この陽極キャップ７の上壁中央部には貫通孔８が形成される一方 、側壁にはガス抜き小孔９が形成され、且つ陽極キャップ７と上記封口板６とに よって弁室１１が構成されている。この弁室１１の内部には、スプリング１２と このスプリング１２に付勢される圧力検知部材１３及びゴム弁板１４とが設けら れている。具体的には、上記圧力検知部材１３は筒部１３ａとこの筒部１３ａの 下端に一体形成された鍔部１３ｂとから構成されており、この鍔部１３ｂの上面 と前記陽極キャップ７の下面との間にスプリング１２が介装されて、且つ鍔部１ ３ｂの下面には前記ゴム弁板１４が設けられている。また、上記筒部１３ａは上 記貫通孔８を挿通しており、筒部１３ａの上面は上記陽極キャップ７の上面より 若干突出するような構造である。このような構造であれば、電池内部圧力が所定 圧力（スプリング１２の付勢力と同等）に達するまでは、前記弁孔５はゴム弁板 １４により閉成される一方、電池内部圧力が所定圧力以上になると、スプリング １２の付勢力に抗してゴム弁板１４が上方に押されて弁孔５からガスが排出され ると共に、圧力検知部材１３が押し上げられることになる。

【００１０】 上記の構造を有する密閉型電池４…は、図３に示すように、パック電池２０の ケース２１内に設けられた電池固定リブ２２…によって固定されている。これら 電池固定リブ２２…のうち密閉型電池４…の陽極に臨む位置に配置された電池固 定リブ２２ａ…と、密閉型電池４…の陽極との間には、センサ固定用のスプリン グ２３…と圧力センサ２４…とが設けられている。更に詳しくは、上記圧力セン サ２４…は、密閉型電池４…の圧力検知部材１３と当接しており、前記の如く圧 力検知部材１３が押し上げられると圧力が加わるようになっている。また、上記 圧力センサ２４…はパック電池２０の外部に形成された圧力検出端子２６と接続 されており、且つ密閉型電池４…はパック電池２０の外部に形成された電圧検出 端子２７及び電源端子２８と接続されている。

【００１１】 また、上記構造のパック電池２０を充電する電源装置３０は、図４に示すよう に、電源３１と、スイッチ３２と、上記パック電池２０からの充電制御信号と圧 力信号とによって上記スイッチ３２をＯＦＦする制御部３３とから構成されてい る。 ここで、上記構造の密閉型電池を、以下のようにして作製した。

【００１２】 先ず、中央に弁孔５が形成された封口板６上にゴム弁板１４と圧力検知部材１ ３とを配置し、更に圧力検知部材１３の筒部１３ａをスプリング１２に挿通する 。次に、ガス抜き小孔９と貫通孔８とが形成された陽極キャップ７を上記スプリ ング１２等の上から被せる。この際、貫通孔８から圧力検知部材１３の筒部１３ ａが挿通されるように配置する必要がある。この後、陽極キャップ７と封口板６ とをスポット溶接にて固定することにより、封口体３が作製される。しかる後、 電極群が挿入された電池缶１の開口部に、ガスケット２を介して上記封口体３を 挿着することにより密閉型電池４を作製した。

【００１３】 また、このようにして作製した密閉型電池４…を、配線済みのケース２１内に 配置することにより、パック電池２０を作製した。 次に、このようにして作製したパック電池２０の充電について説明する。 先ず、スイッチ３２をＯＮすると、電源３１から電源端子２８を介して密閉型 電池４…に充電電流が流れて、電池の充電が開始される。また、これと同時に、 電圧検出端子２７に電圧が加わって、電圧検出端子２７から制御部３３に充電制 御信号が出力される。そして、通常時（電解液の過剰注入等がないとき）には、 充電制御信号により密閉型電池４…が満充電状態であると制御部３３にて判別さ れると、制御部３３からスイッチ３２にＯＦＦ信号が出力されて、充電が終了す ることになる。

【００１４】 一方、電解液の過剰注入等の電池内部異常によって、密閉型電池４…が満充電 状態となるまでに電池内部ガス圧が所定圧力（スプリング１２の付勢力と同等） 以上になると、スプリング１２の付勢力に抗してゴム弁板１４と圧力検知部材１ ３とが押し上げられることになる。そうすると、圧力センサ２４…に圧力が加わ るため、当該圧力センサ２４…から圧力検出端子２６を介して制御部３３に圧力 信号が出力され、更に制御部３３からスイッチ３２にＯＦＦ信号が出力されるの で、満充電となる前に充電が終了することになる。

【００１５】 上記の如く、電池内部異常が生じた場合であっても、満充電となる前に充電を 終了させれば、それ以上電池内部ガス圧は上昇しないので、弁孔５はゴム弁板１ ４によって閉成される。したがって、電池内部のガスと電解液とが放出されなが ら充電されるのを防止することが可能となる。 尚、上記実施例では弾性部材としてスプリングを用いたが、本考案はこれに限 定するものではなく、ゴム単体を弾性部材として用いる場合であっても同様の効 果を奏することは勿論である。

【００１６】

【考案の効果】 以上説明したように本考案によれば、電解液の過剰注入等の電池内部異常によ って、密閉型電池が満充電状態となるまでに電池内部ガス圧が所定圧力以上にな った場合には、満充電以前であっても充電が終了することになる。したがって、 電池内部のガスと共に電解液を放出しながら充電されるのを防止することができ る。この結果、ドライアウトによって電池寿命が短くなったり、パック電池内に 危険なガスが充満したりするのを防止できるので、電池の安全性と性能とを格段 に向上させることができるといった優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る密閉型電池の一部断面
図である。

【図２】図１に示す密閉型電池の要部断面図である。

【図３】図１に示す密閉型電池を備えたパック電池の概
略説明図である。

【図４】図１に示す密閉型電池を備えたパック電池を充
電する際に用いる電源装置のブロック図である。

【図５】従来の密閉型電池の要部断面図である。

【符号の説明】

３ 封口体 ４ 密閉型電池 ５ 弁孔 ６ 封口板 ７ 陽極キャップ ８ 貫通孔 １１ 弁室 １２ スプリング １３ 圧力検知部材 １４ ゴム弁板 ２４ 圧力センサ ３２ スイッチ ３３ 制御部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に電極群が装填された電池缶の開口
   部には封口体が装着された構造の密閉型電池において、 上記封口体は、中央に弁孔が形成された封口板と、この
   封口板に固定されると共に上壁中央部に貫通孔が形成さ
   れたキャップ部材とを有し、且つ上記キャップ部材と上
   記封口板とによって形成される弁室内には、弾性部材
   と、この弾性部材に付勢される圧力検知部材と、上記弾
   性部材に付勢されると共に前記弁孔を閉成するゴム弁板
   とが設けられ、しかも、上記圧力検知部材の上端は前記
   貫通孔から突出するような構造となっていることを特徴
   とする密閉型電池。
2. 【請求項２】 請求項１記載の密閉型電池を備えた電池
   装置において、 前記圧力検知部材に臨む位置に配置された圧力検出手段
   と、 前記密閉型電池の充電をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ手段
   と、 電池内部圧力が上昇して前記圧力検知部材が押し上げら
   れ、これによって上記圧力検出手段から圧力信号が出力
   されると、上記スイッチ手段をＯＦＦする制御手段と、 を有することを特徴とする密閉型電池を備えた電池装
   置。