JPH067563Y2

JPH067563Y2 - 筒形電池

Info

Publication number: JPH067563Y2
Application number: JP1989066600U
Authority: JP
Inventors: 浩平山本; 義久日野; 吉郎原田; 正典中西; 秀哲名倉
Original assignee: 富士電気化学株式会社
Priority date: 1989-06-07
Filing date: 1989-06-07
Publication date: 1994-02-23
Anticipated expiration: 2004-02-23
Also published as: JPH034652U

Description

【考案の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この考案は、円筒状の電池缶内に発電要素を密封収納し
て構成される、筒形電池に関するものである。

＜従来の技術＞スパイラル形リチウム電池やインサイドアウト形リチウ
ム電池などの筒形電池では、第３図に例示したように、
発電要素を収納した円筒状の電池缶11の開口部に形成し
たビーディング部11aにより環状の絶縁ガスケット12を
支持し、またこの絶縁ガスケット12の上に封口板13や端
子板14などを載置し、次いで電池缶開口部を内側にかし
めてこれと端子板周縁部の間で絶縁ガスケット12を挟持
することで、電池缶開口部を封口する形式が採られてい
る。

また、特にスパイラル形リチウム電池の場合、外部短絡
に伴う電池内部からの発熱により電池温度が急激に上昇
して電池が破裂や発火するなどの虞があるため、発電要
素と端子との間にＰＴＣ素子を設け、短絡時における電
流制限を行う構成が用いられることがある。

一方、高度の信頼性が要求される場合などには、電池の
封口構造を完全なものとすることが要求されるが、この
ような場合、電池缶開口部を金属−セラミックス−金属
接合により気密状態で接合して封口する所謂ハーメチッ
クシール構造が一般的に用いられている。

＜考案が解決しようとする課題＞ところで、上記のように電池缶開口部に形成したビーデ
ィング部上に絶縁ガスケットを載置する形式の筒形電池
の場合、発電要素はこのビーディング部より下側に設け
なければならないし、またこの形式の電池開口部に上記
のような防爆構造を具備させた場合、この部分に電池の
内部空間が大きくとられることから、電池内に収納し得
る発電要素の容積が抑えられ、結果として放電容量がか
なり制限されてしまう。特に、電池の外部短絡時におけ
る発熱を抑えるために上記のようにＰＴＣ素子を更に具
備させた場合にはこの傾向が一層高まる。

電池缶開口部を上記のハーメチックシール構造とした形
式の場合、このように放電容量が制限される度合は少な
い。

しかしながら、このハーメチックシール構造とした場
合、上記のＰＴＣ素子取り付けのための場所を電池開口
部に確保することが難しいという問題があり、電池の外
部短絡時における電池の発熱を防ぐことが困難であっ
た。

この考案は、上記のようなハーメチック構造の封口部を
有する形式であって、ＰＴＣ素子を容量効率よく収納す
ることのできる構造の筒形電池を提供することを目的と
する。

＜課題を解決するための手段＞この考案の筒形電池は、発電要素を収納した電池缶の開
口部に環状の封口板を設け、前記封口板の内周に環状の
第１の封口体を設け、前記第１の封口体にセラミック層
を介して前記電池缶及び前記封口板より厚い円盤状の第
２の封口体を当該第１の封口体と同心円状に封着し、前
記第２の封口体の上面にＰＴＣ素子及び端子板を順次載
置し、更に、前記第２の封口体の周縁部に前記第２の封
口体より薄い環状部材を設けて、絶縁ガスケットを介し
て前記端子板の周縁部を押圧するようにしてなることを
要旨とする。

＜作用＞上記のようにセラミック層に封着された第２の封口体の
上面にＰＴＣ素子，並びに端子板を順次載置し、更にこ
の端子板の周縁部を第２の封口体の周縁部に設けた環状
部材により絶縁ガスケットを介して押圧する構成を採る
ことで、ハーメチックシール構造を有する電池缶開口部
にＰＴＣ素子を容量効率よく収納できる。

そして、外部短絡により電池が発熱した場合には上記Ｐ
ＴＣ素子により短絡電流が制限されて電池の破裂や発火
等が確実に防止できる。

それ故、本考案によれば、封口性に優れ、また外部短絡
に対して安全性が高く、更に内部容積のロスが少ない筒
形電池を提供することができる。

＜実施例＞以下に実施例を説明する。

第１図において、発電要素１を収納した有底円筒状の電
池缶２の開口部周縁には、厚さ0.3mmのステンレス薄板
で作った皿状で環状の封口板３の外周立上がり部の周縁
が、シーム溶接，溶接あるいは抵抗溶接などで連続溶接
されている。

この封口板３の内周端部には、厚さ1.0mmのステンレス
薄板を用いた環状の第１の封口体４の外周端部が同様に
溶接されている。更にこの第１の封口体４の内周端部に
は、厚さ0.5mm程度のガラス層５を介して、ステンレス
製で円盤状の第２の封口体６の外周端部が封着されてい
る。また、この第２の封口体６の上面には、円盤状のＰ
ＴＣ素子７を介して、厚さ0.3mm程度のステンレス製の
端子板８の外周部が載置されている。尚、上記封口板３
と第１の封口体４とを一体で構成しても良いし、またＰ
ＴＣ素子７をリング状としても良い。

端子板８の周縁部には、ポリプロピレン製で環状の絶縁
ガスケット９，第２の封口体６の周縁部にその外周部が
溶接されたステンレス製で厚さ0.3mm程度の環状部材１
０が順次設けられており、この環状部材１０の内側の立
上がり部10aを内側にかしめることで、上記絶縁ガスケ
ット９を介して、端子板８，ＰＴＣ素子７並びに第２の
封口体６がそれぞれ押圧されて圧接される。

上記ＰＴＣ素子７としては、温度上昇によりその抵抗値
が急上昇する正温度係数抵抗特性を持つ導電性樹脂層の
両側に、金属メッキ層や金属箔などを設けて構成される
厚さ0.4mm程度のものを用いれば良い。

そして、電池缶開口部を以上の構造として、単３サイズ
の筒形リチウム電池（本考案電池）を作製した。一方、
電池缶開口部を第３図の構造とした他は同様にして、同
じく単３サイズの筒形リチウム電池（従来電池）を作製
した。そして、これらの電池について、各電池をショー
トさせ、またショート後の電池表面温度（℃）の時間変
化をそれぞれ調べた。

第２図はこの結果を示したもので、点線で示した従来電
池の場合にはショート後５〜６分経過した時点で電池温
度が160℃以上に達して電池が発火したのに対し、実線
で示した本考案電池では電池温度の上昇は僅かで、ショ
ートしてから１０分経過後でも電池温度は70℃程度に抑
えられている。

一方、本考案電池の場合、電池缶開口部にビーディング
部を設けないので、従来電池より発電要素の高さを高く
とることができ、その分発電要素の収納量の増大を図る
ことができる。即ち、本考案電池では電池缶内部に収納
し得る発電要素の収納体積が従来電池に比べて10％程度
多く、その分放電性能の向上が図れる。

＜考案の効果＞以上のように、この考案によれば、封口が完全なハーメ
チックシール構造を有する電池缶開口部にＰＴＣ素子を
容量効率よく収納することができ、従って、封口性に優
れ、また外部短絡に対して安全性が高く、更に内部容積
のロスが少なくその分発電要素の収納量の増大を図る事
が可能な筒形電池を提供することができる。また、第２
の封口体の電池缶、封口板及び環状部材より厚くしたの
で、変形は第２の封口体ではなく環状部材の方に一方的
に発生することから、セラミックシールとの接合面に応
力がかかる事態を未然に防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の電池の要断面図、第２図は電池外部短
絡時における電池表面温度の経時変化を示したグラフ、
第３図は従来の電池の要部断面図である。１，15……発電要素、２，11……電池缶、３，13……封
口板、４……第１の封口体、５……ガラス層、６……第
２の封口体、７……ＰＴＣ素子、８，14……端子板、
９，12……絶縁ガスケット、1a,15a……リード板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者中西正典東京都港区新橋５丁目36番11号富士電気化学株式会社内 (72)考案者名倉秀哲東京都港区新橋５丁目36番11号富士電気化学株式会社内 (56)参考文献実開昭60−53161（ＪＰ，Ｕ) 実開昭59−3476（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】発電要素を収納した電池缶の開口部に環状
の封口板を設け、前記封口板の内周に環状の第１の封口体を設け、前記第１の封口体にセラミック層を介して前記電池缶及
び前記封口板より厚い円盤状の第２の封口体を当該第１
の封口体と同心円状に封着し、前記第２の封口体の上面にＰＴＣ素子及び端子板を順次
載置し、更に、前記第２の封口体の周縁部に前記第２の封口体よ
り薄い環状部材を設けて、絶縁ガスケットを介して前記
端子板の周縁部を押圧するようにして構成した筒形電
池。