JPH07107839B2 - 扁平形密閉電池 - Google Patents
扁平形密閉電池Info
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- JPH07107839B2 JPH07107839B2 JP63214581A JP21458188A JPH07107839B2 JP H07107839 B2 JPH07107839 B2 JP H07107839B2 JP 63214581 A JP63214581 A JP 63214581A JP 21458188 A JP21458188 A JP 21458188A JP H07107839 B2 JPH07107839 B2 JP H07107839B2
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- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
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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扁平形密閉電池に関する。
近年、電子機器の発達に伴い、自己放電が小さく、長寿
命のリチウム電池が多く使用されるようになってきた。
そこで、C MOS RAMのメモリバックアップ用電源として
筒形で電池蓋にメタル−ガラス−メタルのハーメチック
シールを採用したリチウム−塩化チオニル電池が開発さ
れ（例えば、特開昭59-51458号公報）、これらは密閉性
が高く10年間以上にわたって使用できることから急速に
需要が伸びている。
命のリチウム電池が多く使用されるようになってきた。
そこで、C MOS RAMのメモリバックアップ用電源として
筒形で電池蓋にメタル−ガラス−メタルのハーメチック
シールを採用したリチウム−塩化チオニル電池が開発さ
れ（例えば、特開昭59-51458号公報）、これらは密閉性
が高く10年間以上にわたって使用できることから急速に
需要が伸びている。
しかし、市場においては、上記のような筒形のバックア
ップ用電池のみならず、ICの消費電流の低減から、ある
いは機器の小形、軽量化に伴う要請から、より小形、薄
形のメモリバックアップ用電池が求められている。
ップ用電池のみならず、ICの消費電流の低減から、ある
いは機器の小形、軽量化に伴う要請から、より小形、薄
形のメモリバックアップ用電池が求められている。
そこで、そのような要望に応えるべく、扁平形電池の開
発が試みられているが、扁平形電池の場合、筒形電池で
採用されているような電池蓋の端子部分に電解液注入口
を設けることは、その溶接封止時の熱によってガラス層
を損傷することになるので、採用することができない。
すなわち、筒形電池の場合は、形状が大きく、電池総高
が少なくとも25mm以上あるため、電池蓋の中央部に位置
する端子部分に電解液注入口を設けても、電解液注入口
の封止位置を電池蓋のガラス層から高さ方向に距離を置
いたところに設定することができるので、その溶接封止
時の熱によってガラス層が損傷をうけることはないが、
電池総高が高々10mm程度の扁平形電池では、電池蓋の端
子部分に電解液注入口を設けた場合、その溶接封止部分
とガラス層との距離が短いために、溶接封止時の熱によ
ってガラス層が破壊して使用に耐えなくなるのである。
発が試みられているが、扁平形電池の場合、筒形電池で
採用されているような電池蓋の端子部分に電解液注入口
を設けることは、その溶接封止時の熱によってガラス層
を損傷することになるので、採用することができない。
すなわち、筒形電池の場合は、形状が大きく、電池総高
が少なくとも25mm以上あるため、電池蓋の中央部に位置
する端子部分に電解液注入口を設けても、電解液注入口
の封止位置を電池蓋のガラス層から高さ方向に距離を置
いたところに設定することができるので、その溶接封止
時の熱によってガラス層が損傷をうけることはないが、
電池総高が高々10mm程度の扁平形電池では、電池蓋の端
子部分に電解液注入口を設けた場合、その溶接封止部分
とガラス層との距離が短いために、溶接封止時の熱によ
ってガラス層が破壊して使用に耐えなくなるのである。
そのため、オキシハロゲン化物を正極活物質に用い、ハ
ーメチックシールを採用した密閉性の高い扁平形密閉電
池が市場から要請されているにもかかわらず、商品化さ
れていないのが実状であった。
ーメチックシールを採用した密閉性の高い扁平形密閉電
池が市場から要請されているにもかかわらず、商品化さ
れていないのが実状であった。
そこで、本発明者らは、そのような要請に応えるべく検
討を重ね、電池容器の底部の中央部に電解液注入口を設
けることによって液状のオキシハロゲン化物を正極活物
質として用い、ハーメチックシールを採用した密閉性の
高い扁平形密閉電池を開発してきた。
討を重ね、電池容器の底部の中央部に電解液注入口を設
けることによって液状のオキシハロゲン化物を正極活物
質として用い、ハーメチックシールを採用した密閉性の
高い扁平形密閉電池を開発してきた。
しかしながら、上記のようなハーメチックシールを採用
した電池は、密閉性が高く、貯蔵性に優れているという
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、あるいは高電圧で充電され
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高圧下で破裂し、いわゆる電池爆
発が生じ、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損することにな
る。
した電池は、密閉性が高く、貯蔵性に優れているという
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、あるいは高電圧で充電され
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高圧下で破裂し、いわゆる電池爆
発が生じ、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損することにな
る。
そのため、筒形電池では、電池容器の底部の中央部に薄
肉部を十字状に設け、電池の内部圧力が異常上昇をしは
じめたときに、上記薄肉部が高圧になりすぎない安全性
の確保できる範囲内の圧力で破壊して、電池の高圧下で
の破裂、いわゆる爆発を防止するようにしているが、扁
平形電池では、前述したように、電池容器の底部中央部
に電解液注入口を設ける関係で、防爆用の薄肉部を電池
容器の底部の中央部に設けることができないという事情
がある。
肉部を十字状に設け、電池の内部圧力が異常上昇をしは
じめたときに、上記薄肉部が高圧になりすぎない安全性
の確保できる範囲内の圧力で破壊して、電池の高圧下で
の破裂、いわゆる爆発を防止するようにしているが、扁
平形電池では、前述したように、電池容器の底部中央部
に電解液注入口を設ける関係で、防爆用の薄肉部を電池
容器の底部の中央部に設けることができないという事情
がある。
本発明は、電池容器の底部に環状の薄肉部を0.05〜0.20
mmの厚みで設けることによって、オキシハロゲン化物を
正極活物質として用い、ハーメチックシールを採用して
高い密閉性を有し、しかも安全性の高い防爆機能を備え
た扁平形密閉電池を提供したものである。
mmの厚みで設けることによって、オキシハロゲン化物を
正極活物質として用い、ハーメチックシールを採用して
高い密閉性を有し、しかも安全性の高い防爆機能を備え
た扁平形密閉電池を提供したものである。
つぎに本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただ
し、実施例ではリチウム−塩化チオニル系の扁平形密閉
電池について説明するが、本発明はその場合のみに限ら
れるものではない。
し、実施例ではリチウム−塩化チオニル系の扁平形密閉
電池について説明するが、本発明はその場合のみに限ら
れるものではない。
第１図は本発明の扁平形密閉電池の一実施例を示す断面
図であり、第２図は第１図に示す電池の概略底面図であ
る。ただし、断面図においては、断面より背面側に位置
する部分の外形線で、図示すると図面を繁雑化させるお
それがあるものについては図示を省略している。
図であり、第２図は第１図に示す電池の概略底面図であ
る。ただし、断面図においては、断面より背面側に位置
する部分の外形線で、図示すると図面を繁雑化させるお
それがあるものについては図示を省略している。
まず、電池の構成について概略的に説明すると、（１）
はリチウムからなる負極、（２）は炭素多孔質成形体か
らなる正極、（３）はガラス繊維不織布からなるセパレ
ータであり、上記負極（１）と正極（２）とを隔離して
いる。（４）は電解液で、（５）はステンレス鋼製の電
池容器、（６）は電池蓋であり、この電池蓋（６）は環
状でステンレス鋼製のボディ（７）とガラスからなる環
状の絶縁層（８）とステンレス鋼製の正極側の端子
（９）とからなり、上記ボディ（７）の外周部は電池容
器（５）の開口端部に溶接されている。（10）は正極側
の集電体で、ステンレス鋼製網からなり、正極側の端子
（９）の下部にスポット溶接されている。（11）はガラ
ス繊維不織布からなる絶縁体で、正極（２）および正極
集電体（10）と電池蓋（６）のボディ（７）との間を絶
縁している。（12）は電解液注入口であり、この電解液
注入口（12）は電池容器（５）の底部（5a）の中央部に
設けられているが、本実施例のものは先端部を電池内部
側に有する円筒状に形成されていて、電解液注入後にポ
リテトラフルオロエチレン球からなる封止栓（13）が圧
入されている。（14）はステンレス鋼製の封止板で、そ
の中央部で電解液注入口（12）の基端部側の開口部を覆
い、外周部が電池容器（５）の底部（5a）に溶接されて
いる。そして、この電池は、外径33mm、電池総高6.5mm
の円板状をした扁平形電池である。
はリチウムからなる負極、（２）は炭素多孔質成形体か
らなる正極、（３）はガラス繊維不織布からなるセパレ
ータであり、上記負極（１）と正極（２）とを隔離して
いる。（４）は電解液で、（５）はステンレス鋼製の電
池容器、（６）は電池蓋であり、この電池蓋（６）は環
状でステンレス鋼製のボディ（７）とガラスからなる環
状の絶縁層（８）とステンレス鋼製の正極側の端子
（９）とからなり、上記ボディ（７）の外周部は電池容
器（５）の開口端部に溶接されている。（10）は正極側
の集電体で、ステンレス鋼製網からなり、正極側の端子
（９）の下部にスポット溶接されている。（11）はガラ
ス繊維不織布からなる絶縁体で、正極（２）および正極
集電体（10）と電池蓋（６）のボディ（７）との間を絶
縁している。（12）は電解液注入口であり、この電解液
注入口（12）は電池容器（５）の底部（5a）の中央部に
設けられているが、本実施例のものは先端部を電池内部
側に有する円筒状に形成されていて、電解液注入後にポ
リテトラフルオロエチレン球からなる封止栓（13）が圧
入されている。（14）はステンレス鋼製の封止板で、そ
の中央部で電解液注入口（12）の基端部側の開口部を覆
い、外周部が電池容器（５）の底部（5a）に溶接されて
いる。そして、この電池は、外径33mm、電池総高6.5mm
の円板状をした扁平形電池である。
つぎに、主要構成部材について詳しく説明していくと、
負極（１）はリング状に打抜いたリチウムシートを電池
容器（５）の底部内面に圧着したものであって、負極活
物質のリチウムのみで構成され、正極（２）はアセチレ
ンブラックを主成分とし、これに黒鉛とポリテトラフル
オロエチレンを添加した炭素質を主材とする材料の多孔
質成形体、いわゆる炭素多孔質成形体からなるものであ
る。電解液（４）は塩化チオニルに四塩化アルミニウム
リチウムを1.0mol/l溶解した塩化チオニル溶液からな
り、塩化チオニルは上記のように電解液溶媒であるとと
もに正極活物質でもある。このように塩化チオニルが正
極活物質として用いられていることからも明らかである
ように、上記正極（２）はそれ自身が反応するものでは
なく、正極活物質の塩化チオニルと負極（１）からイオ
ン化して溶出してきたリチウムイオンとの反応場所を提
供するものである。
負極（１）はリング状に打抜いたリチウムシートを電池
容器（５）の底部内面に圧着したものであって、負極活
物質のリチウムのみで構成され、正極（２）はアセチレ
ンブラックを主成分とし、これに黒鉛とポリテトラフル
オロエチレンを添加した炭素質を主材とする材料の多孔
質成形体、いわゆる炭素多孔質成形体からなるものであ
る。電解液（４）は塩化チオニルに四塩化アルミニウム
リチウムを1.0mol/l溶解した塩化チオニル溶液からな
り、塩化チオニルは上記のように電解液溶媒であるとと
もに正極活物質でもある。このように塩化チオニルが正
極活物質として用いられていることからも明らかである
ように、上記正極（２）はそれ自身が反応するものでは
なく、正極活物質の塩化チオニルと負極（１）からイオ
ン化して溶出してきたリチウムイオンとの反応場所を提
供するものである。
電池容器（５）は厚さ0.5mmのステンレス鋼板で外径33m
m、高さ6mmの容器状に形成され、その底部（5a）の中央
部には内径2.1mmで電池内部側に先端部を有する高さ約
1.5mmの円筒状の電解液注入口（12）が設けられてい
る。なお、円筒状の電解液注入口（12）とは、電解液の
注入に際し、電解液の通過し得る空隙が円筒によって形
成されたものであることを意味している。
m、高さ6mmの容器状に形成され、その底部（5a）の中央
部には内径2.1mmで電池内部側に先端部を有する高さ約
1.5mmの円筒状の電解液注入口（12）が設けられてい
る。なお、円筒状の電解液注入口（12）とは、電解液の
注入に際し、電解液の通過し得る空隙が円筒によって形
成されたものであることを意味している。
電池蓋（６）は前記のようにステンレス鋼製のボディ
（７）とガラスからなる環状の絶縁層（８）とステンレ
ス鋼製の正極側の端子（９）とからなり、上記ガラスか
らなる絶縁層（８）はその外周面でステンレス鋼製のボ
ディ（７）の内周面に溶着し、その内周面でステンレス
鋼製の正極側の端子（９）の外周面に溶着していて、い
わゆるメタル−ガラス−メタルのハーメチックシールを
有し、また、前記のように電池蓋（６）のボディ（７）
は電池容器（５）の開口端部に溶接されていて、この電
池はいわゆる完全密閉構造になり得るように構成されて
いる。
（７）とガラスからなる環状の絶縁層（８）とステンレ
ス鋼製の正極側の端子（９）とからなり、上記ガラスか
らなる絶縁層（８）はその外周面でステンレス鋼製のボ
ディ（７）の内周面に溶着し、その内周面でステンレス
鋼製の正極側の端子（９）の外周面に溶着していて、い
わゆるメタル−ガラス−メタルのハーメチックシールを
有し、また、前記のように電池蓋（６）のボディ（７）
は電池容器（５）の開口端部に溶接されていて、この電
池はいわゆる完全密閉構造になり得るように構成されて
いる。
封止栓（13）は、本実施例では直径2.3mmのポリテトラ
フルオロエチレン球からなり、この封止栓（13）の直径
は前記電解液注入口（12）の内径より若干大きく、電解
液注入後の電解液注入口（12）に圧入されている。その
ため、この封止栓（13）にはその周囲から電解液注入口
（12）の反撥応力がかかり、両者の密接度が高くなっ
て、電解液注入口（12）は少なくとも封止板（14）の溶
接が完了するまでの間、上記封止栓（13）によって封止
されている。いわば、電解液注入口（12）はこの封止栓
（13）によって仮封止され、封止板（14）の外周部の電
池容器（５）の底部（5a）への溶接によって完全に封止
される。封止板（14）は厚さ0.3mm、直径5mmのステンレ
ス鋼板からなり、その中央部で電解液注入口（12）の基
端部側の開口部を覆い、その外周部が電池容器（５）の
底部（5a）に炭酸ガスレーザーで出力400W、溶接速度20
mm/secで溶接されている。
フルオロエチレン球からなり、この封止栓（13）の直径
は前記電解液注入口（12）の内径より若干大きく、電解
液注入後の電解液注入口（12）に圧入されている。その
ため、この封止栓（13）にはその周囲から電解液注入口
（12）の反撥応力がかかり、両者の密接度が高くなっ
て、電解液注入口（12）は少なくとも封止板（14）の溶
接が完了するまでの間、上記封止栓（13）によって封止
されている。いわば、電解液注入口（12）はこの封止栓
（13）によって仮封止され、封止板（14）の外周部の電
池容器（５）の底部（5a）への溶接によって完全に封止
される。封止板（14）は厚さ0.3mm、直径5mmのステンレ
ス鋼板からなり、その中央部で電解液注入口（12）の基
端部側の開口部を覆い、その外周部が電池容器（５）の
底部（5a）に炭酸ガスレーザーで出力400W、溶接速度20
mm/secで溶接されている。
そして、電池容器（５）の底部（5a）には防爆用の薄肉
部（15）が環状に設けられており、この薄肉部（15）の
直径（ただし、薄肉部（15）の中心部間の直径）は20mm
であって、厚みは0.05〜0.20mmの範囲に設定されてい
る。
部（15）が環状に設けられており、この薄肉部（15）の
直径（ただし、薄肉部（15）の中心部間の直径）は20mm
であって、厚みは0.05〜0.20mmの範囲に設定されてい
る。
上記のように薄肉部（15）の厚みを0.05〜0.20mmにする
ということは、次の実験から求められたものである。
ということは、次の実験から求められたものである。
まず、第３図に示すように、底部（5a）の中央部に電解
液注入口（12）を設け、かつ薄肉部（15）を環状に設け
た電池容器（５）を用意する。なお、実験にあたって
は、薄肉部（15）の厚みを0.03mm、0.05mm、0.07mm、0.
10mm、0.15mm、0.20mm、0.25mm、0.30mm、0.40mm、0.50
mm（これは薄肉部を設けていないことを示す）と変化さ
せて、多種類の電池容器（５）を用意する。
液注入口（12）を設け、かつ薄肉部（15）を環状に設け
た電池容器（５）を用意する。なお、実験にあたって
は、薄肉部（15）の厚みを0.03mm、0.05mm、0.07mm、0.
10mm、0.15mm、0.20mm、0.25mm、0.30mm、0.40mm、0.50
mm（これは薄肉部を設けていないことを示す）と変化さ
せて、多種類の電池容器（５）を用意する。
薄肉部（15）は電池容器（５）の底部（5a）に、例えば
プレス加工により、第４図に示すように、断面が台形状 の溝（16）を形成することによって設けられたものであ
り、実験にあたっては、薄肉部（15）の幅Ｗは0.15mm、
溝（16）の形成角度θは60°にし、薄肉部（15）の厚み
は上記のように0.03〜0.50mmの範囲で変化させており、
薄肉部（15）の直径は20mmにしている。
プレス加工により、第４図に示すように、断面が台形状 の溝（16）を形成することによって設けられたものであ
り、実験にあたっては、薄肉部（15）の幅Ｗは0.15mm、
溝（16）の形成角度θは60°にし、薄肉部（15）の厚み
は上記のように0.03〜0.50mmの範囲で変化させており、
薄肉部（15）の直径は20mmにしている。
そして、これらの電池容器（５）には、内部に電解液な
どをまったく入れないで、封止板（14）でその電解液注
入口（12）の基端部側の開口部を覆い、封止板（14）の
外周部を電池容器（５）の底部（5a）に炭酸ガスレーザ
ーで溶接して封止する。
どをまったく入れないで、封止板（14）でその電解液注
入口（12）の基端部側の開口部を覆い、封止板（14）の
外周部を電池容器（５）の底部（5a）に炭酸ガスレーザ
ーで溶接して封止する。
このようにして電解液注入口（12）を封止した電池容器
（５）を加圧治具に取り付け、水圧で電池容器（５）を
加圧して薄肉部（15）の破壊（薄肉部（15）の端部が開
裂する）が生じる圧力を調べ、その結果を第１表に示し
た。
（５）を加圧治具に取り付け、水圧で電池容器（５）を
加圧して薄肉部（15）の破壊（薄肉部（15）の端部が開
裂する）が生じる圧力を調べ、その結果を第１表に示し
た。
ただし、薄肉部の厚みが0.50mmのときは薄肉部（15）を
設けていないので、電池容器（５）の底部（5a）の破裂
になる。
設けていないので、電池容器（５）の底部（5a）の破裂
になる。
薄肉部（15）の破壊が生じ、防爆機能が作動して、電池
破壊を防止する圧力をいくらに設定するかが問題になる
が、第１表に示すように、薄肉部（15）を設けていない
場合（つまり、薄肉部（15）の厚みが0.50mmの場合）に
電池容器の底部が破裂する圧力が400kg/cm2であること
から、防爆機能の作動圧力としては上限を180kg/cm2程
度に設定しておくのが好ましいと考えられる。また、通
常の使用条件下では電池の内部圧力が10kg/cm2以上に上
昇することはほとんどなく、多少のバラツキや長期間に
わたる貯蔵中の薄肉部（15）の腐食による破壊圧力の低
下を考慮しても、防爆機能が30kg/cm2以上で作動するよ
うに設定しておけば、特に異常事態でもないときに防爆
機能が作動するようなことはないと考えられる。そのよ
うな観点から、薄肉部（15）の厚みは0.05〜0.20mmに設
定しておくことが好ましいといえる。
破壊を防止する圧力をいくらに設定するかが問題になる
が、第１表に示すように、薄肉部（15）を設けていない
場合（つまり、薄肉部（15）の厚みが0.50mmの場合）に
電池容器の底部が破裂する圧力が400kg/cm2であること
から、防爆機能の作動圧力としては上限を180kg/cm2程
度に設定しておくのが好ましいと考えられる。また、通
常の使用条件下では電池の内部圧力が10kg/cm2以上に上
昇することはほとんどなく、多少のバラツキや長期間に
わたる貯蔵中の薄肉部（15）の腐食による破壊圧力の低
下を考慮しても、防爆機能が30kg/cm2以上で作動するよ
うに設定しておけば、特に異常事態でもないときに防爆
機能が作動するようなことはないと考えられる。そのよ
うな観点から、薄肉部（15）の厚みは0.05〜0.20mmに設
定しておくことが好ましいといえる。
つぎに、第１図に示す構造で、薄肉部（15）の厚みを0.
03mm、0.05mm、0.07mm、0.10mm、0.15mm、0.20mm、0.25
mm、0.30mm、0.40mmおよび0.50mmにした電池を作製し、
高温加熱試験を行い、薄肉部（15）の破壊による防爆機
能の作動状況を調べた。高温加熱試験にあたっては、各
厚み（薄肉部の厚み）の電池を10個ずつ用意し、電気マ
ッフル炉中に電池を入れ、昇温温度30℃／分で加熱し、
そのときの防爆機能の作動状況を調べ、その結果を第２
表に示した。なお、第２表中の「防爆機能の作動状況」
を表す数値の分母は試験に供した電池個数を示し、分子
は薄肉部（15）が破壊して防爆機能が作動した電池個数
を示している。
03mm、0.05mm、0.07mm、0.10mm、0.15mm、0.20mm、0.25
mm、0.30mm、0.40mmおよび0.50mmにした電池を作製し、
高温加熱試験を行い、薄肉部（15）の破壊による防爆機
能の作動状況を調べた。高温加熱試験にあたっては、各
厚み（薄肉部の厚み）の電池を10個ずつ用意し、電気マ
ッフル炉中に電池を入れ、昇温温度30℃／分で加熱し、
そのときの防爆機能の作動状況を調べ、その結果を第２
表に示した。なお、第２表中の「防爆機能の作動状況」
を表す数値の分母は試験に供した電池個数を示し、分子
は薄肉部（15）が破壊して防爆機能が作動した電池個数
を示している。
第２表に示すように、薄肉部の厚みが0.03〜0.20mmの範
囲では、試験に供した電池はいずれも防爆機能が作動す
るが、薄肉部の厚みが0.25mmになると、試験に供した10
個の電池のうち８個の電池は防爆機能が作動するが、残
り２個の電池は防爆機能が作動せず、電池容器の底部が
破裂した。なお、薄肉部の厚みが0.03〜0.20mmの範囲で
は、試験に供した電池はいずれも防爆機能が作動し、そ
れらの作動温度は薄肉部の厚みが0.05〜0.20mmでは150
〜220℃で、薄肉部の厚みが0.03mmの場合は130℃で作動
するものがあった。通常の使用温度で電池温度が120℃
程度になる場合があることを考慮すると、薄肉部の厚み
が0.03mmのものは異常事態でない通常使用時に防爆機能
が作動することがあると考えられる。したがって、薄肉
部（15）の厚みを0.05〜0.20mmにすれば、安全性の確保
できる範囲内の圧力で薄肉部（15）が破壊して防爆機能
が作動し、高圧下での電池破裂、いわゆる爆発が防止さ
れ、また、異常事態でないときに防爆機能が作動して電
池機能を喪失することがないといえる。
囲では、試験に供した電池はいずれも防爆機能が作動す
るが、薄肉部の厚みが0.25mmになると、試験に供した10
個の電池のうち８個の電池は防爆機能が作動するが、残
り２個の電池は防爆機能が作動せず、電池容器の底部が
破裂した。なお、薄肉部の厚みが0.03〜0.20mmの範囲で
は、試験に供した電池はいずれも防爆機能が作動し、そ
れらの作動温度は薄肉部の厚みが0.05〜0.20mmでは150
〜220℃で、薄肉部の厚みが0.03mmの場合は130℃で作動
するものがあった。通常の使用温度で電池温度が120℃
程度になる場合があることを考慮すると、薄肉部の厚み
が0.03mmのものは異常事態でない通常使用時に防爆機能
が作動することがあると考えられる。したがって、薄肉
部（15）の厚みを0.05〜0.20mmにすれば、安全性の確保
できる範囲内の圧力で薄肉部（15）が破壊して防爆機能
が作動し、高圧下での電池破裂、いわゆる爆発が防止さ
れ、また、異常事態でないときに防爆機能が作動して電
池機能を喪失することがないといえる。
第５図は本発明の扁平形密閉電池の他の実施例を示す断
面図であり、第６図は第５図に示す電池の概略底面図で
ある。
面図であり、第６図は第５図に示す電池の概略底面図で
ある。
この第５図に示す電池では、電解液注入口（12）をテー
パ筒状にしている点を除いては前記第１図に示す電池と
ほぼ同様に構成されている。なお、電解液注入口（12）
がテーパ筒状をしているとは、電解液の注入に際し、電
解液の通過し得る空隙がテーパ筒で形成されていること
を意味する。
パ筒状にしている点を除いては前記第１図に示す電池と
ほぼ同様に構成されている。なお、電解液注入口（12）
がテーパ筒状をしているとは、電解液の注入に際し、電
解液の通過し得る空隙がテーパ筒で形成されていること
を意味する。
つまり、この第５図に示す電池においても、電池容器
（５）の底部（5a）に防爆用の薄肉部（15）が環状に設
けられ、該薄肉部（15）の厚みは0.05〜0.20mmに設定さ
れている。その結果、この電池は高温加熱下にさらされ
たり、高電圧で充電されるなど、異常事態に遭遇して、
電池の内部圧力が異常上昇しはじめたときには、上記薄
肉部（15）が安全性の確保できる範囲内の圧力で破壊し
て防爆機能が作動し、電池の高圧下での破裂、つまり爆
発を防止することができ、かつ異常事態でないときに防
爆機能が作動して電池機能を喪失しないように構成され
ている。
（５）の底部（5a）に防爆用の薄肉部（15）が環状に設
けられ、該薄肉部（15）の厚みは0.05〜0.20mmに設定さ
れている。その結果、この電池は高温加熱下にさらされ
たり、高電圧で充電されるなど、異常事態に遭遇して、
電池の内部圧力が異常上昇しはじめたときには、上記薄
肉部（15）が安全性の確保できる範囲内の圧力で破壊し
て防爆機能が作動し、電池の高圧下での破裂、つまり爆
発を防止することができ、かつ異常事態でないときに防
爆機能が作動して電池機能を喪失しないように構成され
ている。
第７図は本発明の扁平形密閉電池のさらに他の実施例を
示す断面図であり、第８図は第７図に示す電池の概略底
面図である。
示す断面図であり、第８図は第７図に示す電池の概略底
面図である。
この第７図に示す電池では、前記第１図に示す電池にお
ける封止栓（13）と封止板（14）とが一体化したような
封止体（17）が用いられていて、上記封止体（17）の軸
部（17a）が電解液注入口（12）に圧入され、封止体（1
7）の頭部（17b）の外周部が電池容器（５）の底部（5
a）に炭酸ガスレーザーで溶接されている。つまり、電
解液注入口（12）は封止体（17）の軸部（17a）の圧入
によって仮封止され、封止体（17）の頭部（17b）の外
周部の電池容器（５）の底部（5a）への溶接によって完
全に封止されている。上記の点を除いては、この第７図
に示す電池は前記第１図に示す電池とほぼ同様に構成さ
れている。
ける封止栓（13）と封止板（14）とが一体化したような
封止体（17）が用いられていて、上記封止体（17）の軸
部（17a）が電解液注入口（12）に圧入され、封止体（1
7）の頭部（17b）の外周部が電池容器（５）の底部（5
a）に炭酸ガスレーザーで溶接されている。つまり、電
解液注入口（12）は封止体（17）の軸部（17a）の圧入
によって仮封止され、封止体（17）の頭部（17b）の外
周部の電池容器（５）の底部（5a）への溶接によって完
全に封止されている。上記の点を除いては、この第７図
に示す電池は前記第１図に示す電池とほぼ同様に構成さ
れている。
したがって、この第７図に示す電池においても、電池容
器（５）の底部（5a）に防爆用の薄肉部（15）が環状に
設けられ、該薄肉部（15）の厚みは0.05〜0.20mmに設定
されている。そのため、この電池は、高温加熱下にさら
されたり、高電圧で充電されるなど、異常事態に遭遇し
て、電池の内部圧力が異常上昇しはじめたときには、上
記薄肉部（15）が安全性の確保できる範囲内の圧力で破
壊して防爆機能が作動し、電池の高圧下での破裂、つま
り爆発を防止することができ、かつ異常事態でないとき
に防爆機能が作動して電池機能を喪失しないように構成
されている。
器（５）の底部（5a）に防爆用の薄肉部（15）が環状に
設けられ、該薄肉部（15）の厚みは0.05〜0.20mmに設定
されている。そのため、この電池は、高温加熱下にさら
されたり、高電圧で充電されるなど、異常事態に遭遇し
て、電池の内部圧力が異常上昇しはじめたときには、上
記薄肉部（15）が安全性の確保できる範囲内の圧力で破
壊して防爆機能が作動し、電池の高圧下での破裂、つま
り爆発を防止することができ、かつ異常事態でないとき
に防爆機能が作動して電池機能を喪失しないように構成
されている。
上記実施例では、絶縁層（８）をガラスで構成したが、
ガラスに代えてセラミックスで絶縁層（８）を構成して
もよい。また、実施例では、負極活物質としてリチウム
を用い、正極活物質として塩化チオニルを用いたリチウ
ム−塩化チオニル電池について説明したが、負極活物質
としてはナトリウム、カリウムなどのリチウム以外のア
ルカリ金属であってもよいし、正極活物質も塩化チオニ
ル以外に塩化スルフリル、塩化ホスホリルなどの常温
（25℃）で液体のオキシハロゲン化物（オキシハライ
ド）であってもよい。
ガラスに代えてセラミックスで絶縁層（８）を構成して
もよい。また、実施例では、負極活物質としてリチウム
を用い、正極活物質として塩化チオニルを用いたリチウ
ム−塩化チオニル電池について説明したが、負極活物質
としてはナトリウム、カリウムなどのリチウム以外のア
ルカリ金属であってもよいし、正極活物質も塩化チオニ
ル以外に塩化スルフリル、塩化ホスホリルなどの常温
（25℃）で液体のオキシハロゲン化物（オキシハライ
ド）であってもよい。
以上説明したように、本発明は、ハーメチックシールを
採用した電池において、電池容器（５）の底部（5a）に
防爆用の環状の薄肉部（15）を0.05〜0.20mmの厚みで設
けることにより、電池の内部圧力が異常上昇しはじめた
ときに、上記薄肉部（15）が安全性の確保できる範囲内
の圧力で破壊して、高圧下での電池破壊、いわゆる爆発
を防止できるようにして、安全性を高め、高い密閉性を
有し、しかも安全性の高い防爆機能を備えた扁平形密閉
電池を提供することができた。
採用した電池において、電池容器（５）の底部（5a）に
防爆用の環状の薄肉部（15）を0.05〜0.20mmの厚みで設
けることにより、電池の内部圧力が異常上昇しはじめた
ときに、上記薄肉部（15）が安全性の確保できる範囲内
の圧力で破壊して、高圧下での電池破壊、いわゆる爆発
を防止できるようにして、安全性を高め、高い密閉性を
有し、しかも安全性の高い防爆機能を備えた扁平形密閉
電池を提供することができた。
第１図は本発明の扁平形密閉電池の一実施例を示す断面
図であり、第２図は第１図に示す電池の概略底面図であ
る。第３図は第１図に示す電池に使用された電池容器を
封止板で封止した状態で示す断面図であり、第４図は電
池容器の底部に設けた薄肉部とその周辺の拡大断面図で
ある。第５図は本発明の扁平形密閉電池の他の実施例を
示す断面図であり、第６図は第５図に示す電池の概略底
面図である。第７図は本発明の扁平形密閉電池のさらに
他の実施例を示す断面図であり、第８図は第７図に示す
電池の概略底面図である。 （１）……負極、（２）……正極、（３）……セパレー
タ、（４）……電解液、（５）……電池容器、（5a）…
…底部、（６）……電池蓋、（７）……ボディ、（８）
……絶縁層、（９）……端子、（12）……電解液注入
口、（15）……環状の薄肉部
図であり、第２図は第１図に示す電池の概略底面図であ
る。第３図は第１図に示す電池に使用された電池容器を
封止板で封止した状態で示す断面図であり、第４図は電
池容器の底部に設けた薄肉部とその周辺の拡大断面図で
ある。第５図は本発明の扁平形密閉電池の他の実施例を
示す断面図であり、第６図は第５図に示す電池の概略底
面図である。第７図は本発明の扁平形密閉電池のさらに
他の実施例を示す断面図であり、第８図は第７図に示す
電池の概略底面図である。 （１）……負極、（２）……正極、（３）……セパレー
タ、（４）……電解液、（５）……電池容器、（5a）…
…底部、（６）……電池蓋、（７）……ボディ、（８）
……絶縁層、（９）……端子、（12）……電解液注入
口、（15）……環状の薄肉部
Claims (1)
- 【請求項１】負極活物質としてリチウム、ナトリウム、
カリウムなどのアルカリ金属を用い、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
常温で液体のオキシハロゲン化物を用い、上記負極活物
質および正極活物質を含む発電要素を電池容器（５）と
電池蓋（６）とで密閉する扁平形密閉電池であって、上
記電池蓋（６）は金属製で環状のボディ（７）と上記環
状のボディ（７）の内周側に位置しガラスまたはセラミ
ックスからなる環状の絶縁層（８）と上記環状の絶縁層
（８）の中心部に位置する一方の電極の端子（９）とか
らなり、該電池蓋（６）のボディ（７）の外周部は前記
電池容器（５）の開口端部に溶接され、電池容器（５）
の底部（5a）の中央部には電解液注入口（12）が設けら
れ、該電解液注入口（12）は電解液注入後に封止され、
かつ上記電池容器（５）の底部（5a）には防爆用の環状
の薄肉部（15）が設けられ、該環状の薄肉部（15）の厚
みが0.05〜0.20mmであることを特徴とする扁平形密閉電
池。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63214581A JPH07107839B2 (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | 扁平形密閉電池 |
| US07/400,165 US5004656A (en) | 1988-08-29 | 1989-08-28 | Flat type sealed battery with hermetic sealing structure |
| EP89115884A EP0360039B1 (en) | 1988-08-29 | 1989-08-29 | A flat typed sealed battery with hermetic sealing structure |
| DE89115884T DE68907391T2 (de) | 1988-08-29 | 1989-08-29 | Dicht verschlossene flache Batterie mit hermetischer Dichtung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63214581A JPH07107839B2 (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | 扁平形密閉電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0265055A JPH0265055A (ja) | 1990-03-05 |
| JPH07107839B2 true JPH07107839B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=16658087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63214581A Expired - Lifetime JPH07107839B2 (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | 扁平形密閉電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107839B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4688305B2 (ja) * | 2001-02-08 | 2011-05-25 | 株式会社Ｋｒｉ | 非水系二次電池 |
| JP5737481B2 (ja) * | 2012-09-24 | 2015-06-17 | 三洋電機株式会社 | 密閉型非水電解質二次電池 |
-
1988
- 1988-08-29 JP JP63214581A patent/JPH07107839B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0265055A (ja) | 1990-03-05 |
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