JPH07105221B2 - 非水液体活物質電池の製造方法 - Google Patents
非水液体活物質電池の製造方法Info
- Publication number
- JPH07105221B2 JPH07105221B2 JP62180770A JP18077087A JPH07105221B2 JP H07105221 B2 JPH07105221 B2 JP H07105221B2 JP 62180770 A JP62180770 A JP 62180770A JP 18077087 A JP18077087 A JP 18077087A JP H07105221 B2 JPH07105221 B2 JP H07105221B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- groove
- battery container
- explosion
- active material
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
- H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
-
- 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
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は防爆機能を備えた非水液体活物質電池の製造方
法に関する。
法に関する。
塩化チオニル−リチウム電池で代表されるような正極活
物質として塩化チオニル、塩化スルフリル、塩化ホスホ
リルなどのオキシハロゲン化物系液体を用い、負極にリ
チウム、ナトリウム、カリウム、などのアルカリ金属を
用いる非水液体活物質電池では、正極活物質やアルカリ
金属などが水と非常に反応しやすいため、電池容器をハ
ーメチックシールにより封口する完全密閉構造が採用さ
れている。
物質として塩化チオニル、塩化スルフリル、塩化ホスホ
リルなどのオキシハロゲン化物系液体を用い、負極にリ
チウム、ナトリウム、カリウム、などのアルカリ金属を
用いる非水液体活物質電池では、正極活物質やアルカリ
金属などが水と非常に反応しやすいため、電池容器をハ
ーメチックシールにより封口する完全密閉構造が採用さ
れている。
このようなハーメチックシールを採用した非水液体活物
質電池では、密閉性が高く、貯蔵性に優れるという長所
を有するものの、その反面、密閉性が高いために、高温
加熱下にさらされたり、高電圧で充電されるなどの異常
事態に遭遇したときに、電池の内部圧力が異常に上昇し
て電池が破裂し、大きな破裂音が発生すると共に、電池
内容物が周囲に飛び散って電池使用機器を汚染するおそ
れがある。
質電池では、密閉性が高く、貯蔵性に優れるという長所
を有するものの、その反面、密閉性が高いために、高温
加熱下にさらされたり、高電圧で充電されるなどの異常
事態に遭遇したときに、電池の内部圧力が異常に上昇し
て電池が破裂し、大きな破裂音が発生すると共に、電池
内容物が周囲に飛び散って電池使用機器を汚染するおそ
れがある。
そこで、同様に密閉構造をとるアルカリ電池に関して提
案されているような防爆機能、つまり、電池容器の底部
に溝を形成して、電池容器の底部に薄肉の部分を設け、
上記薄肉部のところで電池容器の耐圧力を部分的に低く
し、電池内部の圧力が異常上昇しはじめたときに、上記
薄肉部が破れて電池内部の圧力を減少させ、高圧での電
池破裂を防止するという機能を、このハーメチックシー
ル構造をとる非水液体活物質電池においても備えさせる
ようにすることが必要になる。
案されているような防爆機能、つまり、電池容器の底部
に溝を形成して、電池容器の底部に薄肉の部分を設け、
上記薄肉部のところで電池容器の耐圧力を部分的に低く
し、電池内部の圧力が異常上昇しはじめたときに、上記
薄肉部が破れて電池内部の圧力を減少させ、高圧での電
池破裂を防止するという機能を、このハーメチックシー
ル構造をとる非水液体活物質電池においても備えさせる
ようにすることが必要になる。
しかしながら、アルカリ電池において提案されている防
爆用の溝は、その断面形状がＶ字状で、その先端、つま
り溝底部を鋭利な状態にするか（例えば、実公昭58−17
332号公報）、あるいは断面Ｖ字状でその溝底部に0.1〜
0.2mmRの丸みをつけたものであり（例えば、実公昭58−
26460号公報）、これらは、以下に詳述するように、溝
形成用のポンチの耐久性面や、防爆性能面から、非水液
体活物質電池には適用することができない。
爆用の溝は、その断面形状がＶ字状で、その先端、つま
り溝底部を鋭利な状態にするか（例えば、実公昭58−17
332号公報）、あるいは断面Ｖ字状でその溝底部に0.1〜
0.2mmRの丸みをつけたものであり（例えば、実公昭58−
26460号公報）、これらは、以下に詳述するように、溝
形成用のポンチの耐久性面や、防爆性能面から、非水液
体活物質電池には適用することができない。
すなわち、アルカリ電池で提案されている断面形状がＶ
字状で溝底部が鋭利な溝は、切欠効果は期待できるもの
の、プレス加工により溝を形成する際に、溝形成用のポ
ンチの先端部がすぐに損傷を受け、特に非水液体活物質
電池では、正極活物質の強い腐食性に耐えるために電池
容器にはステンレス鋼などの硬度の高い耐食性金属が使
用されているので、ポンチの損傷が増々激しくなり、ポ
ンチの耐久性面やポンチの損傷によにＶ字状溝の形状バ
ラツキから工業的には到底採用することができない。一
方、断面形状がＶ字状で溝底部に丸みをつけたものは、
ポンチの損傷は少なくなると考えられるが、このような
溝底部に丸みをつけた場合は、単に薄肉にしたという効
果が発揮されるだけで、切欠効果などの付加的効果がほ
とんど加わらないため、薄肉部の厚みをよほど薄くしな
いかぎり、安全な圧力範囲内では薄肉部の破壊が生じ
ず、そのため、薄肉部の厚みを薄くすると、貯蔵中に薄
肉部が腐食を受けて電池機能が失われるおそれがある。
しかも、上記のように断面形状がＶ字状で溝底部に丸み
をつけた場合は、薄肉部の破壊による開口部分が狭く、
アルカリ電池のように電池内部のガスを放出させる場合
には支障がないものの、塩化チオニル−リチウム電池な
どのハーメチックシール構造をとる非水液体活物質電池
では、安定した防爆機能を発揮することができなかっ
た。つまり、非水液体活物質電池では、電池内圧を下げ
るには、電解液溶媒を兼ねる正極活物質を電池外部に放
出させなければならず、その放出時に、底部隔離材やセ
パレータ、あるいは正極などの正極活物質によって押し
流され、薄肉部の開口部分を塞ぐことが多いので、開口
部分が狭いと、高温で急速に加熱された場合に、放出に
よる圧力低下よりも加熱による圧力上昇の方が速くな
り、安定した防爆機能を発揮することができないという
問題があった。
字状で溝底部が鋭利な溝は、切欠効果は期待できるもの
の、プレス加工により溝を形成する際に、溝形成用のポ
ンチの先端部がすぐに損傷を受け、特に非水液体活物質
電池では、正極活物質の強い腐食性に耐えるために電池
容器にはステンレス鋼などの硬度の高い耐食性金属が使
用されているので、ポンチの損傷が増々激しくなり、ポ
ンチの耐久性面やポンチの損傷によにＶ字状溝の形状バ
ラツキから工業的には到底採用することができない。一
方、断面形状がＶ字状で溝底部に丸みをつけたものは、
ポンチの損傷は少なくなると考えられるが、このような
溝底部に丸みをつけた場合は、単に薄肉にしたという効
果が発揮されるだけで、切欠効果などの付加的効果がほ
とんど加わらないため、薄肉部の厚みをよほど薄くしな
いかぎり、安全な圧力範囲内では薄肉部の破壊が生じ
ず、そのため、薄肉部の厚みを薄くすると、貯蔵中に薄
肉部が腐食を受けて電池機能が失われるおそれがある。
しかも、上記のように断面形状がＶ字状で溝底部に丸み
をつけた場合は、薄肉部の破壊による開口部分が狭く、
アルカリ電池のように電池内部のガスを放出させる場合
には支障がないものの、塩化チオニル−リチウム電池な
どのハーメチックシール構造をとる非水液体活物質電池
では、安定した防爆機能を発揮することができなかっ
た。つまり、非水液体活物質電池では、電池内圧を下げ
るには、電解液溶媒を兼ねる正極活物質を電池外部に放
出させなければならず、その放出時に、底部隔離材やセ
パレータ、あるいは正極などの正極活物質によって押し
流され、薄肉部の開口部分を塞ぐことが多いので、開口
部分が狭いと、高温で急速に加熱された場合に、放出に
よる圧力低下よりも加熱による圧力上昇の方が速くな
り、安定した防爆機能を発揮することができないという
問題があった。
そこで、電池容器の底部に形成する溝の形状を底部に平
坦部を有する断面倒立台形状にし、溝底部の端部に電池
の内部圧力による引張力と曲げによる引張力とが複合し
てかかるようにし、薄肉部の厚さをある程度維持して
も、比較的低い圧力で、溝底部の端部から切裂破壊が生
じるようにして、電池に安全性の高い防爆機能を備えさ
せることが開発され、本出願人によって既に特許出願さ
れている（特願昭61−228760号）。
坦部を有する断面倒立台形状にし、溝底部の端部に電池
の内部圧力による引張力と曲げによる引張力とが複合し
てかかるようにし、薄肉部の厚さをある程度維持して
も、比較的低い圧力で、溝底部の端部から切裂破壊が生
じるようにして、電池に安全性の高い防爆機能を備えさ
せることが開発され、本出願人によって既に特許出願さ
れている（特願昭61−228760号）。
しかしながら、溝の形成をプレス加工によって行う関係
上、薄肉部が加工硬化を起こし、薄肉部の硬度がビッカ
ース硬度で450〜550にも昇り、薄肉部の耐圧力が高くな
って、薄肉部が予定した圧力よりも高い圧力で破壊する
ようになり、防爆機能の作動圧力が高くなって、予定し
た高い安全性が充分に得られないという問題があった。
上、薄肉部が加工硬化を起こし、薄肉部の硬度がビッカ
ース硬度で450〜550にも昇り、薄肉部の耐圧力が高くな
って、薄肉部が予定した圧力よりも高い圧力で破壊する
ようになり、防爆機能の作動圧力が高くなって、予定し
た高い安全性が充分に得られないという問題があった。
この発明は、溝形成時のプレス加工により、防爆用の薄
肉部の硬度が高くなり、防爆機能の作動圧力が高くなっ
て安全性が充分に確保できなかったという問題点を解決
し、薄肉部の硬度を下げ、防爆機能の作動圧力を低くし
て、安全性を高めることを目的とする。
肉部の硬度が高くなり、防爆機能の作動圧力が高くなっ
て安全性が充分に確保できなかったという問題点を解決
し、薄肉部の硬度を下げ、防爆機能の作動圧力を低くし
て、安全性を高めることを目的とする。
本発明は、溝形成後、焼鈍することによって、溝形成時
のプレス加工により加工硬化を起こして硬度が高くなっ
た防爆用薄肉部の硬度をビッカース硬度で150〜240に下
げ、防爆用の薄肉部の切裂破壊が生じる圧力を低くし
て、防爆機能の作動圧力を下げるようにしたものであ
る。
のプレス加工により加工硬化を起こして硬度が高くなっ
た防爆用薄肉部の硬度をビッカース硬度で150〜240に下
げ、防爆用の薄肉部の切裂破壊が生じる圧力を低くし
て、防爆機能の作動圧力を下げるようにしたものであ
る。
焼鈍は、通常、例えば真空中、あるいはアルゴン、窒素
などの不活性気体中、850〜1100℃で15〜30分間程度加
熱したのち、徐冷することによって行われる。焼鈍を上
記のように真空中または不活性気体中で行うのは電池容
器が酸素によって酸化されるのを防止するためである。
などの不活性気体中、850〜1100℃で15〜30分間程度加
熱したのち、徐冷することによって行われる。焼鈍を上
記のように真空中または不活性気体中で行うのは電池容
器が酸素によって酸化されるのを防止するためである。
本発明において焼鈍処理により薄肉部のビッカース硬度
を150〜240にするとしたのは、電池容器に使用されるス
テンレス鋼の溝形成前の硬度が低い場合でビッカース硬
度150程度であり、またビッカース硬度が240より高くす
ると薄肉部の厚さを所望とする範囲内で厚くした場合に
薄肉部の切裂破壊が生じる圧力、つまり防爆機能の作動
圧力が150kg/cm2を超えるようになるからである。
を150〜240にするとしたのは、電池容器に使用されるス
テンレス鋼の溝形成前の硬度が低い場合でビッカース硬
度150程度であり、またビッカース硬度が240より高くす
ると薄肉部の厚さを所望とする範囲内で厚くした場合に
薄肉部の切裂破壊が生じる圧力、つまり防爆機能の作動
圧力が150kg/cm2を超えるようになるからである。
防爆機能の作動圧力は、低すぎると通常の使用条件下で
もかかり得るような圧力で防爆機能が作動して電池機能
が喪失されるので実用性に欠け、また高すぎると安全性
に欠けるので、通常30〜150kg/cm2程度の圧力、特に実
用性と安全性を高めるためには、60〜110kg/cm2程度の
圧力に設定することが好ましい。そして、そのような圧
力で防爆機能が作動するようにするには、薄肉部の厚さ
は、45〜120μｍ、特に60〜90μｍの厚さに設定するの
が好ましい。
もかかり得るような圧力で防爆機能が作動して電池機能
が喪失されるので実用性に欠け、また高すぎると安全性
に欠けるので、通常30〜150kg/cm2程度の圧力、特に実
用性と安全性を高めるためには、60〜110kg/cm2程度の
圧力に設定することが好ましい。そして、そのような圧
力で防爆機能が作動するようにするには、薄肉部の厚さ
は、45〜120μｍ、特に60〜90μｍの厚さに設定するの
が好ましい。
〔実施例〕 つぎに本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の電池に用いられる電池容器を倒立させ
た状態で示すもので、第１図（ａ）はその平面図、第１
図（ｂ）は第１図（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図であ
る。第２図は本発明において電池容器の底部に形成され
た溝、防爆用の薄肉部およびその近傍の拡大断面図であ
る。なお、第１図および第２図は電池容器を倒立させた
状態で示しているので、底部が上側にきており、第１図
（ａ）の平面図は電池容器の底部側から見た図である。
た状態で示すもので、第１図（ａ）はその平面図、第１
図（ｂ）は第１図（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図であ
る。第２図は本発明において電池容器の底部に形成され
た溝、防爆用の薄肉部およびその近傍の拡大断面図であ
る。なお、第１図および第２図は電池容器を倒立させた
状態で示しているので、底部が上側にきており、第１図
（ａ）の平面図は電池容器の底部側から見た図である。
電池容器１は、電池組立前は第１図に示すように有底円
筒状をしており（ただし、上記のように第１図は電池容
器を倒立させた状態で示しているので、底部２が上側に
きている）、その底部２の中央部の凸出部2aには、第１
図（ａ）に示すように平面形状が十字状の溝３が形成さ
れている。溝３は、第２図に示すように、断面形状が底
部3aが平坦な倒立台形状（ただし、 形状で、この倒立台形状という表現は、溝底部3aが下側
に配置したときの溝３の空間部の断面形状、つまり溝３
の形成により電池容器１の底部２に形成される空間部の
断面形状を表現したものである）をしており、かつ上記
溝３の形成により電池容器１の底部２は部分的に薄肉に
され、防爆用の薄肉部４が形成されている。
筒状をしており（ただし、上記のように第１図は電池容
器を倒立させた状態で示しているので、底部２が上側に
きている）、その底部２の中央部の凸出部2aには、第１
図（ａ）に示すように平面形状が十字状の溝３が形成さ
れている。溝３は、第２図に示すように、断面形状が底
部3aが平坦な倒立台形状（ただし、 形状で、この倒立台形状という表現は、溝底部3aが下側
に配置したときの溝３の空間部の断面形状、つまり溝３
の形成により電池容器１の底部２に形成される空間部の
断面形状を表現したものである）をしており、かつ上記
溝３の形成により電池容器１の底部２は部分的に薄肉に
され、防爆用の薄肉部４が形成されている。
上記電池容器１は、厚さ0.3mmのステンレス鋼板（ただ
し、SUS 304板）をトランスファープレスにより製缶
（缶状、本件においては有底円筒状、に成形することを
製缶という）し、ついで焼鈍したものである。
し、SUS 304板）をトランスファープレスにより製缶
（缶状、本件においては有底円筒状、に成形することを
製缶という）し、ついで焼鈍したものである。
焼鈍は真空炉を用い、電池容器を真空炉中、950℃で15
分間保持し、さらに1010℃で10分間保持した後、窒素ガ
ス中で60分間かけて徐冷することにより行われた。
分間保持し、さらに1010℃で10分間保持した後、窒素ガ
ス中で60分間かけて徐冷することにより行われた。
溝の形成は、先端が平坦になった断面倒立台形状の溝形
成用凸出部を有するポンチを用い、電池容器１の底部２
の中央部を第１図（ａ）に示すように十字状にプレスす
ることによって行った。
成用凸出部を有するポンチを用い、電池容器１の底部２
の中央部を第１図（ａ）に示すように十字状にプレスす
ることによって行った。
ついで、溝形成時の加工硬化により上昇した硬度を下げ
るために、焼鈍をした。この焼鈍も前記製缶後の焼鈍と
同様に、真空炉を用い、電池容器１を真空炉中、950℃
で15分間保持し、さらに1010℃で10分間保持した後、窒
素ガス中で60分間かけて徐冷することにより行った。
るために、焼鈍をした。この焼鈍も前記製缶後の焼鈍と
同様に、真空炉を用い、電池容器１を真空炉中、950℃
で15分間保持し、さらに1010℃で10分間保持した後、窒
素ガス中で60分間かけて徐冷することにより行った。
上記製缶→焼鈍→溝形成→焼鈍の各工程における電池容
器底部の同一部分（溝形成後には薄肉部になった部分）
の硬度変化を第３図に示す。
器底部の同一部分（溝形成後には薄肉部になった部分）
の硬度変化を第３図に示す。
硬度はマイクロビッカース硬度計を使用して荷重200g、
保持時間10秒で測定した。なお、製缶前のステンレス鋼
板（SUS 304板）のビッカース硬度は150であった。
保持時間10秒で測定した。なお、製缶前のステンレス鋼
板（SUS 304板）のビッカース硬度は150であった。
第３図に示すように、硬度はビッカース硬度で、製缶に
より約230まで一旦上がり、焼鈍により約180まで下が
り、次の溝形成時の加工硬化により約480に上昇し、焼
鈍により約170に下がった。
より約230まで一旦上がり、焼鈍により約180まで下が
り、次の溝形成時の加工硬化により約480に上昇し、焼
鈍により約170に下がった。
つぎの第１表は、溝形成後に焼鈍した電池容器（試料N
o.1）と、溝形成後に焼鈍をしなかった電池容器（試料N
o.2）に水圧を導入してその防爆用の薄肉部の切裂破壊
する圧力、つまり、防爆機能の作動圧力を調べた結果を
調べたものである。溝３の形成角度θは60℃で、薄肉部
４の幅Ｗは0.15mmで、薄肉部４の厚さｔは80μｍであ
る。両試料とも試験に供した個数は100個ずつであり、
硬度、防爆機能の作動圧力とも、平均値とバラツキ（最
小値から最大値までの範囲）で示している。
o.1）と、溝形成後に焼鈍をしなかった電池容器（試料N
o.2）に水圧を導入してその防爆用の薄肉部の切裂破壊
する圧力、つまり、防爆機能の作動圧力を調べた結果を
調べたものである。溝３の形成角度θは60℃で、薄肉部
４の幅Ｗは0.15mmで、薄肉部４の厚さｔは80μｍであ
る。両試料とも試験に供した個数は100個ずつであり、
硬度、防爆機能の作動圧力とも、平均値とバラツキ（最
小値から最大値までの範囲）で示している。
第４図は上記第１〜２図に示す電池容器を用いて組み立
てた塩化チオニル−リチウム電池を示すもので、図中、
１は前述のような溝３および防爆用の薄肉部４を設けた
電池容器である。11はアルカリ金属よりなる負極で、本
実施例ではリチウム板を上記電池容器１の内周面に圧着
することにより形成されており、そのため、この電池で
は、電池容器１は負極端子としての機能を有している。
12はセパレータであり、このセパレータ12はガラス繊維
不織布からなり、円筒状をしていて、前記円筒状の負極
11と円柱状の正極13とを隔離している。正極13はアセチ
レンブラックを主成分とする炭素質で形成された炭素多
孔質成形体よりなり、14は正極集電体で、ステンレス鋼
体よりなる。15は電池蓋で、ステンレス鋼で形成されて
いて、その立ち上がった外周部が電池容器１の開口端部
と溶接により接合され、電池蓋15の内周側には正極端子
17との間にガラス層16が設けられている。ガラス層16は
電池蓋15と正極端子17とを絶縁するとともに、その外周
面でその構成ガラスが電池蓋15の内周面に融着し、その
内周面でその構成ガラスが正極端子17の外周面に融着し
て、電池蓋15と正極端子17との間をシールし、電池容器
１の開口部はいわゆるハーメチックシールにより封口さ
れている。正極端子17はステンレス鋼製で電池組立時は
パイプ状をしていて、電解液注入口として使用され、そ
の上端部を電解液注入後にその中空部内に挿入された正
極集電体14の上部と溶接して封止したものである。18は
電解液で、この電解液18は塩化チオニルに支持電解質と
しての四塩化アルミニウムリチウムを1.2mcl/溶解し
たもので、塩化チオニルは上記のように電解液溶媒であ
るとともに、この電池では正極活物質でもあり、正極13
の表面で、この塩化チオニルと負極11からイオン化した
リチウムイオンとが反応を起こす。そして、19および20
はそれぞれガラス繊維不織布からなる底部隔離材と上部
隔離材であり、21は電池内の上部に設けられた空気室で
ある。
てた塩化チオニル−リチウム電池を示すもので、図中、
１は前述のような溝３および防爆用の薄肉部４を設けた
電池容器である。11はアルカリ金属よりなる負極で、本
実施例ではリチウム板を上記電池容器１の内周面に圧着
することにより形成されており、そのため、この電池で
は、電池容器１は負極端子としての機能を有している。
12はセパレータであり、このセパレータ12はガラス繊維
不織布からなり、円筒状をしていて、前記円筒状の負極
11と円柱状の正極13とを隔離している。正極13はアセチ
レンブラックを主成分とする炭素質で形成された炭素多
孔質成形体よりなり、14は正極集電体で、ステンレス鋼
体よりなる。15は電池蓋で、ステンレス鋼で形成されて
いて、その立ち上がった外周部が電池容器１の開口端部
と溶接により接合され、電池蓋15の内周側には正極端子
17との間にガラス層16が設けられている。ガラス層16は
電池蓋15と正極端子17とを絶縁するとともに、その外周
面でその構成ガラスが電池蓋15の内周面に融着し、その
内周面でその構成ガラスが正極端子17の外周面に融着し
て、電池蓋15と正極端子17との間をシールし、電池容器
１の開口部はいわゆるハーメチックシールにより封口さ
れている。正極端子17はステンレス鋼製で電池組立時は
パイプ状をしていて、電解液注入口として使用され、そ
の上端部を電解液注入後にその中空部内に挿入された正
極集電体14の上部と溶接して封止したものである。18は
電解液で、この電解液18は塩化チオニルに支持電解質と
しての四塩化アルミニウムリチウムを1.2mcl/溶解し
たもので、塩化チオニルは上記のように電解液溶媒であ
るとともに、この電池では正極活物質でもあり、正極13
の表面で、この塩化チオニルと負極11からイオン化した
リチウムイオンとが反応を起こす。そして、19および20
はそれぞれガラス繊維不織布からなる底部隔離材と上部
隔離材であり、21は電池内の上部に設けられた空気室で
ある。
上記のような構成の電池を100個、火中に投入し、電池
が大きな破裂音を伴って破裂するか否かを調べた結果を
第２表に示す。この電池の電池容器は前記のように溝形
成後に焼鈍をした試料No.1の電池容器である。また、比
較のため、溝形成後に焼鈍しなかった試料No.2の電池容
器を用いたほかは上記と同様の構成で作製した電池（比
較品１）を100個、火中に投入し、電池が大きな破裂音
を伴って破裂するか否かを調べた。その結果を第２表に
併せて記載する。さらに、アルカリ電池で使用されてい
るような先端に丸みをつけた断面略Ｖ字状の溝を形成し
た電池容器（試料No.3）を用いたほかは上記と同様の構
成で作製した電池（比較品２）についても火中に100個
投入し、電池が大きな破裂音を伴って破裂するか否かを
調べた。その結果も第２表に併せて記載する。この比較
品２の電池に使用されている試料No.3の電池容器の溝の
形状は第６図に示すとおりであり、溝の形成角度θは90
℃で、先端には0.1mmRの丸みをつけ、薄肉部４の厚みｔ
は80μｍである。供試個数は前記のようにいずれの電池
も100個ずつであり、第２表中の火中破裂電池個数の欄
における数値の分母は試験に供した電池個数を示し、分
子は火中破裂が生じた電池個数を示す。
が大きな破裂音を伴って破裂するか否かを調べた結果を
第２表に示す。この電池の電池容器は前記のように溝形
成後に焼鈍をした試料No.1の電池容器である。また、比
較のため、溝形成後に焼鈍しなかった試料No.2の電池容
器を用いたほかは上記と同様の構成で作製した電池（比
較品１）を100個、火中に投入し、電池が大きな破裂音
を伴って破裂するか否かを調べた。その結果を第２表に
併せて記載する。さらに、アルカリ電池で使用されてい
るような先端に丸みをつけた断面略Ｖ字状の溝を形成し
た電池容器（試料No.3）を用いたほかは上記と同様の構
成で作製した電池（比較品２）についても火中に100個
投入し、電池が大きな破裂音を伴って破裂するか否かを
調べた。その結果も第２表に併せて記載する。この比較
品２の電池に使用されている試料No.3の電池容器の溝の
形状は第６図に示すとおりであり、溝の形成角度θは90
℃で、先端には0.1mmRの丸みをつけ、薄肉部４の厚みｔ
は80μｍである。供試個数は前記のようにいずれの電池
も100個ずつであり、第２表中の火中破裂電池個数の欄
における数値の分母は試験に供した電池個数を示し、分
子は火中破裂が生じた電池個数を示す。
第２表に示すように、溝形成後に焼鈍した試料No.1の電
池容器を用いた本発明の電池は、火中破裂を起こすもの
がなく、安定した防爆機能を発揮した。これに対し、溝
形成後に焼鈍しなかった試料No.2の電池容器を用いた比
較品１の電池は、溝形成時の加工硬化によって防爆機能
の作動圧力が高く、かつ、そのバラツキも大きいため、
試験に供した100個の電池のうち93個に火中での電池破
裂が生じた。また、アルカリ電池で採用されているよう
な先端に丸みをつけた断面略Ｖ字状の防爆用の溝を形成
した試料No.3の電池容器を用いた比較品２の電池は、試
験に供した100個の電池のうち、75個の電池に火中での
電池破裂が生じた。
池容器を用いた本発明の電池は、火中破裂を起こすもの
がなく、安定した防爆機能を発揮した。これに対し、溝
形成後に焼鈍しなかった試料No.2の電池容器を用いた比
較品１の電池は、溝形成時の加工硬化によって防爆機能
の作動圧力が高く、かつ、そのバラツキも大きいため、
試験に供した100個の電池のうち93個に火中での電池破
裂が生じた。また、アルカリ電池で採用されているよう
な先端に丸みをつけた断面略Ｖ字状の防爆用の溝を形成
した試料No.3の電池容器を用いた比較品２の電池は、試
験に供した100個の電池のうち、75個の電池に火中での
電池破裂が生じた。
なお、上記実施例では溝３の形成角度θを60゜とし、溝
底部３の幅Ｗを0.15mmとしたが、溝３の形成角度θは一
般に50〜80゜の範囲にするのが好ましく、また溝底部３
の幅Ｗは一般に0.09〜0.5mmの範囲にするのが好まし
い。
底部３の幅Ｗを0.15mmとしたが、溝３の形成角度θは一
般に50〜80゜の範囲にするのが好ましく、また溝底部３
の幅Ｗは一般に0.09〜0.5mmの範囲にするのが好まし
い。
また、上記実施例では、十字状の溝を形成した場合につ
いて説明したが、防爆機能上、溝としては複数本でそれ
らの溝が少なくとも１箇所で交わるものが好ましく、そ
の平面形状としては、実施例で示した十字状以外にも、
例えば第５図に示すように、Ｘ字状（第５図（ａ）参
照）、Ｙ字状（第５図（ｂ）参照）、アスタリスク
（＊）状（第５図（ｃ）参照）、Ｈ字状（第５図（ｄ）
参照）などがあげられる。特に電池に内圧がかかったと
きに電池容器の底部中心部の変形が最も大きくなるの
で、電池容器の底部中心部に交点を持つ十字状、その変
形であるＸ字状、Ｙ字状、アスタリスク状などが好まし
い。また、溝はその中間部で交わっていることは要求さ
れず、Ｙ字状のごとく、溝の端部が交わっているもので
あってもよい。そして、上記溝の形成によって電池容器
の底部に設けられる防爆用の薄肉部も、実施例に例示の
十字状のものに限られることなく、溝と同様の各種平面
形状がとり得る。
いて説明したが、防爆機能上、溝としては複数本でそれ
らの溝が少なくとも１箇所で交わるものが好ましく、そ
の平面形状としては、実施例で示した十字状以外にも、
例えば第５図に示すように、Ｘ字状（第５図（ａ）参
照）、Ｙ字状（第５図（ｂ）参照）、アスタリスク
（＊）状（第５図（ｃ）参照）、Ｈ字状（第５図（ｄ）
参照）などがあげられる。特に電池に内圧がかかったと
きに電池容器の底部中心部の変形が最も大きくなるの
で、電池容器の底部中心部に交点を持つ十字状、その変
形であるＸ字状、Ｙ字状、アスタリスク状などが好まし
い。また、溝はその中間部で交わっていることは要求さ
れず、Ｙ字状のごとく、溝の端部が交わっているもので
あってもよい。そして、上記溝の形成によって電池容器
の底部に設けられる防爆用の薄肉部も、実施例に例示の
十字状のものに限られることなく、溝と同様の各種平面
形状がとり得る。
なお、本発明において、溝は複数本形成し、該複数本の
溝が少なくとも１箇所で交わるようにするのが好ましい
としたのは、溝を複数本にして、それらの溝が交点を持
つようにしておくと、電池の内部圧力が該交点に集中し
てかかるようになり、電池の内部圧力上昇に正確に対応
して防爆機能が作動するようになるからである。
溝が少なくとも１箇所で交わるようにするのが好ましい
としたのは、溝を複数本にして、それらの溝が交点を持
つようにしておくと、電池の内部圧力が該交点に集中し
てかかるようになり、電池の内部圧力上昇に正確に対応
して防爆機能が作動するようになるからである。
また、実施例では、リード端子の取付位置の選定がしや
すいように、第１図に示すように、電池容器１の底部２
の中央部に凸出部2aを設けているので、溝３は該凸出部
2aに形成されているが、凸出部2aは必ずしも必要なもの
ではなく、電池容器１の底部２は平坦なものであっても
よい。その場合、溝３は電池容器１の平坦な底部２の中
央部に形成すればよいが、そのようにしても、凸出部2a
に溝３を形成した場合と比較して、特に防爆機能が低下
するようなことはない。
すいように、第１図に示すように、電池容器１の底部２
の中央部に凸出部2aを設けているので、溝３は該凸出部
2aに形成されているが、凸出部2aは必ずしも必要なもの
ではなく、電池容器１の底部２は平坦なものであっても
よい。その場合、溝３は電池容器１の平坦な底部２の中
央部に形成すればよいが、そのようにしても、凸出部2a
に溝３を形成した場合と比較して、特に防爆機能が低下
するようなことはない。
以上説明したように、本発明では、溝形成後に焼鈍する
ことによって、溝形成時の加工硬化により上昇した薄肉
部の硬度を下げ、防爆機能の作動圧力を低くし、安全性
が確保できる圧力範囲内で防爆機能が作動する安全性の
高い非水液体活物質電池を提供することができた。
ことによって、溝形成時の加工硬化により上昇した薄肉
部の硬度を下げ、防爆機能の作動圧力を低くし、安全性
が確保できる圧力範囲内で防爆機能が作動する安全性の
高い非水液体活物質電池を提供することができた。
第１図は本発明の電池に用いられる電池容器を倒立させ
た状態で示すもので、第１図（ａ）はその平面図、第１
図（ｂ）は第１図（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図であ
る。第２図は本発明において電池容器の底部に形成され
た溝とその近傍の拡大断面図である。第３図は製缶→焼
鈍→溝形成→焼鈍の各工程における電池容器底部の同一
部分の硬度変化を示す図である。第４図は本発明の一実
施例を示す塩化チオニル−リチウム電池の断面図であ
る。第５図は本発明の電池に使用する電池容器の十字状
溝以外の溝の平面形状を概略的に例示するもので、上段
はそれぞれの電池容器の概略正面図で、下段はそれぞれ
の概略底面図である。第６図はアルカリ電池で採用され
ている防爆用の溝とその近傍の拡大断面図である。 １……電池容器、２……底部、３……溝、 ４……薄肉部、11……負極、12……セパレータ、 13……正極、15……電池蓋、16……ガラス層、 18……電解液
た状態で示すもので、第１図（ａ）はその平面図、第１
図（ｂ）は第１図（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図であ
る。第２図は本発明において電池容器の底部に形成され
た溝とその近傍の拡大断面図である。第３図は製缶→焼
鈍→溝形成→焼鈍の各工程における電池容器底部の同一
部分の硬度変化を示す図である。第４図は本発明の一実
施例を示す塩化チオニル−リチウム電池の断面図であ
る。第５図は本発明の電池に使用する電池容器の十字状
溝以外の溝の平面形状を概略的に例示するもので、上段
はそれぞれの電池容器の概略正面図で、下段はそれぞれ
の概略底面図である。第６図はアルカリ電池で採用され
ている防爆用の溝とその近傍の拡大断面図である。 １……電池容器、２……底部、３……溝、 ４……薄肉部、11……負極、12……セパレータ、 13……正極、15……電池蓋、16……ガラス層、 18……電解液
Claims (1)
- 【請求項１】正極活物質として塩化チオニル、塩化スル
フリル、塩化ホスホリルなどのオキシハロゲン化物系液
体を用い、負極にリチウム、ナトリウム、カリウムなど
のアルカリ金属を用い、電池容器をハーメチックシール
により封口する非水液体活物質電池の製造にあたり、電
池容器の底部にプレス加工により断面倒立台形状の溝を
形成して、電池容器の底部に防爆用の薄肉部を設けたの
ち、焼鈍し、上記薄肉部の硬度をビッカース硬度で150
〜240にすることを特徴とする非水液体活物質電池の製
造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62180770A JPH07105221B2 (ja) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | 非水液体活物質電池の製造方法 |
| US07/101,259 US4842965A (en) | 1986-09-27 | 1987-09-25 | Non aqueous electrochemical battery with explosion proof arrangement and a method of the production thereof |
| EP87114076A EP0266541B1 (en) | 1986-09-27 | 1987-09-26 | Explosion-proof arrangement for a non-aqueous electrochemical cell, and method for the production thereof |
| DE8787114076T DE3779996T2 (de) | 1986-09-27 | 1987-09-26 | Explosionsgeschuetzte anordnung fuer eine nichtwaesserige elektrochemische zelle und verfahren zu ihrer herstellung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62180770A JPH07105221B2 (ja) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | 非水液体活物質電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6424357A JPS6424357A (en) | 1989-01-26 |
| JPH07105221B2 true JPH07105221B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=16089021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62180770A Expired - Lifetime JPH07105221B2 (ja) | 1986-09-27 | 1987-07-20 | 非水液体活物質電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105221B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7334672B2 (ja) | 2020-05-01 | 2023-08-29 | トヨタ自動車株式会社 | 水素漏れ検知機構 |
-
1987
- 1987-07-20 JP JP62180770A patent/JPH07105221B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6424357A (en) | 1989-01-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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