JPH0662457U - 密閉型電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電池の過充電、短絡または過放電による電池の
発火を防止し、安全性に優れた密閉型電池を提供する。 【構成】電池温度の上昇に伴い、変形を生じる形状記憶
合金にリード遮断板を介して接続されたリード板が形状
記憶合金から剥離あるいは／およびリード板が破断され
て電流が遮断する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はポータブル機器の駆動用電源としての密閉型電池に関するものであり 、特に、過放電、短絡や過充電時等に伴う電池温度上昇に対する安全構造に関す 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。二次電池としては、従来から鉛蓄 電池やニッケル−カドミウム電池が用いられており、さらに、近年になって、リ チウム金属、リチウム合金もしくは炭素質材料のような、リチウムをドープ、脱 ドープできる物質を負極に用いた非水電解液二次電池が商品化されるようになっ た。

【０００３】 しかしながら、この種の電池が長期にわた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。

【０００４】 一方、この種の電池が、外部短絡、電極やセパレータの劣化、形状変化等によ る内部短絡、外部電源による強制的な過大電流放電、或いは過大電圧による過充 電がなされた場合、電池温度が上昇し、さらに、電解液が揮発或いは分解してガ 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。

【０００５】 このような、電池の発熱やそれに伴う破裂を未然に防ぐことは密閉型電池にお いては重要なことである。

【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作動する安全弁装置 が電池ケースあるいは封口蓋板に設けられている。

【０００７】 たとえば、図３に示すように、電池ケース２２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２１が破れる構造を持たそうするものがある。

【０００８】 また、図４は、封口蓋板３の一部にガス抜き孔１０を設け、該ガス抜き孔を樹 脂製のフィルム１１で閉塞し、電池内圧によりこのフィルムが破裂するものであ る。

【０００９】 しかしながら、図３、図４に示すような電池の安全弁構造においては、安全機 構が作動することにより、電池内圧の上昇は抑えられるが、たとえば、充電中に おいては充電電流は流れ続けるために、さらに電池内の電解液の分解が進み、そ れに伴い温度が上昇し続け、電池の発火に至る事態が発生する。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の課題は、電池内圧上昇時における圧力開放の安全装置を具備するだけ では安全性の観点から不十分であり、電池の温度上昇により、電流を遮断するこ とが課題となる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、電池温度上昇に伴って電流を遮断することにより、前述の課題を解 決するものであり、詳しくは、温度上昇に伴って変形する形状記憶合金とこの形 状記憶合金に接続されたリード板とを、形状記憶合金の変形に伴って、剥離ある いは／およびリード板が破断し、電流を遮断することにより前述の課題を解決す るものである。

【００１２】

【作用】

本考案電池によれば、電池温度が上昇したときに形状記憶合金の変形に伴って 、形状記憶合金にリード遮断板を介して接続されたリードが形状記憶合金から剥 離あるいは／およびリード板が破断することにより電池の過充電、短絡または過 放電による電池の発火を防止できる。

【００１３】

【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。

【００１４】 図１に本考案の一実施例を示す。図１において、１はニッケル・チタニウム合 金からなる帯状の形状記憶合金で該形状記憶合金の一方は一極性端子を兼用する 封口蓋板３に抵抗溶接にて接続されている。２は形状記憶合金の変形に伴って、 リード板と形状記憶合金とを剥離あるいは／およびリード板が破断するためのポ リエチレン樹脂からなるリード遮断板で、形状記憶合金とリード板を接続するた めの貫通孔１９が設けられている。８はリード遮断板を支持するための支持カバ ーで円筒状の形状をしており、ポリエチレン樹脂からなっている。７は負極板と 接続されているニッケルのリード板である。このリード板はリード遮断板を介し て形状記憶合金に抵抗溶接にて接続されている。９は正極板と負極板とを分離す るセパレータである。１０は電池の内圧が上昇した時に圧力を外部に放出するた めのガス抜き孔である。１１は通常時にはガス抜き孔を閉塞し、電池内圧上昇時 には破断し、圧力を開放するための破裂板で、ポリプロピレン樹脂からなるフィ ルムで熱融着により封口蓋板に張り付けてある。６は発電要素を内蔵する電池ケ ースで、本実施例では鉄にニッケルメッキを施しているものを用いている。

【００１５】 封口蓋板と電池ケースはレーザー溶接にて固着されており、電池ケースが一極 性端子として機能することが可能である。１２はリベットからなる他極性端子で 、封口蓋板をポリプロピレン樹脂からなる絶縁パッキング１３および絶縁パッキ ング１４を上下より挟み込み、絶縁パッキング１３および絶縁パッキング１４の 貫通孔１５に挿入し、これに下部より集電用ワッシャ１６を挿入し、全体を縦方 向に加圧してリベットからなる他極性端子の脚部先端を拡張してかしめた。１７ は正極板と集電用ワッシャを接続されているリード板でチタニウムからできてい る。１８は電池ケースの内底面と正極板との接触を防止するためのポリエチレン 樹脂からなる缶底絶縁板である。

【００１６】 図２は電池温度が上昇した場合、形状記憶合金が変形し、リード遮断板により 形状記憶合金とこれに接続しているリード板が剥離され電流を遮断した状態の作 用図を示す。図２において、この場合は、１１のフィルムは破裂していない状態 を示している。

【００１７】

【考案の効果】

以上のことから、本考案による密閉型電池によれば、電池温度の上昇に伴い、 変形を生じる形状記憶合金にリード遮断板を介して接続されたリード板が形状記 憶合金から剥離あるいは／およびリード板が破断されて電流が遮断することによ り電池の過充電、短絡または過放電による電池の発火を防止でき安全性に優れた 密閉型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】本考案の実施例における密閉型電池の構造図。

【図２】本考案の実施例における過充電時における電流
遮断状態を示す作用図。

【図３】従来の密閉型電池の構造図。

【図４】従来の密閉型電池の構造図。

【符号の説明】

１ 形状記憶合金 ２ リード遮断板 ３ 封口蓋板 ４ 正極板 ５ 負極板 ６ 電池ケース ７ リード板 ８ 支持カバー ９ セパレータ １０ ガス抜き孔 １１ フィルム １２ リベットからなる他極性端子 １３ 絶縁パッキング １４ 絶縁パッキング １５ 貫通孔 １６ 集電用ワッシャ １７ リード板 １８ 缶底絶縁板 １９ 貫通孔 ２０ リード板 ２１ 薄肉部 ２２ 電池ケース

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】温度の上昇に伴い変形を生じる形状記憶合
   金（１）の一方が一極性端子を兼用する封口蓋板（３）
   に導電的に固着されており、この形状記憶合金（１）の
   他方にリード遮断板（２）を介して正極板（４）または
   負極板（５）から取り出されたリード板（７）が電気的
   導通を有するように取り付けられ、所定の温度に達した
   とき、リード板（７）と形状記憶合金の剥離またはリー
   ド板（７）の破断により電流が遮断されることを特徴と
   する密閉型電池。
2. 【請求項２】温度の上昇に伴い変形を生じる形状記憶合
   金（１）の一方が一極性端子を兼用する封口蓋板（３）
   に導電的に固着されており、この形状記憶合金（１）の
   他方にリード遮断板（２）を介して正極板（４）または
   負極板（５）から取り出されたリード板（７）が電気的
   導通を有するように取り付けられ、所定の温度に達した
   とき、リード板（７）と形状記憶合金の剥離およびリー
   ド板（７）の破断により電流が遮断されることを特徴と
   する密閉型電池。