JPH07201372A - 電 池 - Google Patents
電 池Info
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- JPH07201372A JPH07201372A JP6023710A JP2371094A JPH07201372A JP H07201372 A JPH07201372 A JP H07201372A JP 6023710 A JP6023710 A JP 6023710A JP 2371094 A JP2371094 A JP 2371094A JP H07201372 A JPH07201372 A JP H07201372A
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- battery
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- 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
- H01M50/317—Re-sealable arrangements
- H01M50/325—Re-sealable arrangements comprising deformable valve members, e.g. elastic or flexible valve members
-
- H—ELECTRICITY
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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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
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-
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-
- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】内圧が上昇した場合に、電池を放電状態にし、
その後衝撃が加えられたような場合でも破裂しにくく安
全性の高い電池を得る。 【構成】電池内圧の上昇にともなって変形するダイヤフ
ラム弁を備えた電池。ダイヤフラム弁が変形すると正極
端子と負極端子とが電気的に接続される。
その後衝撃が加えられたような場合でも破裂しにくく安
全性の高い電池を得る。 【構成】電池内圧の上昇にともなって変形するダイヤフ
ラム弁を備えた電池。ダイヤフラム弁が変形すると正極
端子と負極端子とが電気的に接続される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電池に関するものであ
る。
る。
【０００２】
【従来の技術とその課題】電子機器の急激な小形軽量化
に伴い、小形で軽量かつ高エネルギー密度の電池が求め
られている。しかし、電池は、エネルギー密度が高くな
ればなるほど、安全性を確保するのが難しいという問題
があった。民生用の電池として広く使用されるために
は、たとえ誤使用された場合においても安全性を確保す
ることが求められている。しかし、従来の高エネルギー
密度の電池、たとえばリチウム電池は、特に過充電され
た場合や充電状態で短絡した場合に、発熱やガス発生を
伴う異常反応により電池内圧が急激に上昇し、電池が破
裂したり燃焼したりするなどの問題があった。
に伴い、小形で軽量かつ高エネルギー密度の電池が求め
られている。しかし、電池は、エネルギー密度が高くな
ればなるほど、安全性を確保するのが難しいという問題
があった。民生用の電池として広く使用されるために
は、たとえ誤使用された場合においても安全性を確保す
ることが求められている。しかし、従来の高エネルギー
密度の電池、たとえばリチウム電池は、特に過充電され
た場合や充電状態で短絡した場合に、発熱やガス発生を
伴う異常反応により電池内圧が急激に上昇し、電池が破
裂したり燃焼したりするなどの問題があった。
【０００３】そこで、過充電時に電池内圧が上昇すると
電池内で端子と電極との電気的接続が自動的に絶たれる
ようにして、過充電が一定以上進行しないようにする方
法が考えられた。しかし、この場合でも、電池が過充電
状態で放置されるために、これに衝撃を加えたり、火中
に投棄したりすると破裂するという問題があった。
電池内で端子と電極との電気的接続が自動的に絶たれる
ようにして、過充電が一定以上進行しないようにする方
法が考えられた。しかし、この場合でも、電池が過充電
状態で放置されるために、これに衝撃を加えたり、火中
に投棄したりすると破裂するという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、電池内圧の上
昇にともなって変形するダイヤフラム弁を備えた電池に
おいて、該ダイヤフラム弁の変形によって正極端子と負
極端子とが電気的に接続されることを特徴とする電池を
用いて上記問題点を解決するものである。
昇にともなって変形するダイヤフラム弁を備えた電池に
おいて、該ダイヤフラム弁の変形によって正極端子と負
極端子とが電気的に接続されることを特徴とする電池を
用いて上記問題点を解決するものである。
【０００５】
【作用】本発明においては、電池内圧が上昇した場合に
ダイヤフラム弁が膨張し電池を短絡させる。したがっ
て、電池は、最終的に放電状態で放置されるので、その
後衝撃が加えられたり、火中に投棄されたりしても破裂
せず極めて安全である。また、本発明の電池は、電池内
圧が急激に上昇した場合には、ダイヤフラム弁が吹き飛
び電池内圧を開放するので破裂にいたらないので安全で
ある。
ダイヤフラム弁が膨張し電池を短絡させる。したがっ
て、電池は、最終的に放電状態で放置されるので、その
後衝撃が加えられたり、火中に投棄されたりしても破裂
せず極めて安全である。また、本発明の電池は、電池内
圧が急激に上昇した場合には、ダイヤフラム弁が吹き飛
び電池内圧を開放するので破裂にいたらないので安全で
ある。
【０００６】
【実施例】以下に、好適な実施例を用いて本発明を説明
する。
する。
【０００７】まず、本発明で用いるダイヤフラム弁を利
用した短絡回路図を図１に示す。１は、電池の内圧が上
昇した時に短絡回路を閉じるダイヤフラム弁を用いたス
イッチである。２，３は、それぞれ正極端子および負極
端子である。さらに４は、短絡電流を制限するための抵
抗体である。なお、短絡回路の開路構成部品が適当な抵
抗値を有している場合には、この抵抗体は特に必要な
い。
用した短絡回路図を図１に示す。１は、電池の内圧が上
昇した時に短絡回路を閉じるダイヤフラム弁を用いたス
イッチである。２，３は、それぞれ正極端子および負極
端子である。さらに４は、短絡電流を制限するための抵
抗体である。なお、短絡回路の開路構成部品が適当な抵
抗値を有している場合には、この抵抗体は特に必要な
い。
【０００８】つぎに、本発明で用いるダイヤフラム弁を
用いたスイッチの例を図２示す。本例では、ダイヤフラ
ム弁が弁体５と金属フィルム層６とのラミネート構造に
より構成されている。この弁体は、ゴム板や樹脂フィル
ムを用いればよい。ダイヤフラム弁は、電池ケース７に
インジェクションモールド法又はプライマーを用いた焼
付け方式により固定されている。８は、樹脂層である。
９は正極もしくは負極の一方の極に接続された導電片、
１０は他方の極に接続された導電片である。ダイヤフラ
ム弁が膨張するとこれらの導電片が金属フィルム層６を
介して電気的に接続されるので正極と負極とが短絡され
るものである。
用いたスイッチの例を図２示す。本例では、ダイヤフラ
ム弁が弁体５と金属フィルム層６とのラミネート構造に
より構成されている。この弁体は、ゴム板や樹脂フィル
ムを用いればよい。ダイヤフラム弁は、電池ケース７に
インジェクションモールド法又はプライマーを用いた焼
付け方式により固定されている。８は、樹脂層である。
９は正極もしくは負極の一方の極に接続された導電片、
１０は他方の極に接続された導電片である。ダイヤフラ
ム弁が膨張するとこれらの導電片が金属フィルム層６を
介して電気的に接続されるので正極と負極とが短絡され
るものである。
【０００９】なお、この金属フィルム層６は、アルミニ
ウムを弁体の上に蒸着して得たもので、弁体の動きを著
しく制限しない程度の柔軟さを有している。１１は、前
記導電片９、１０とダイヤフラム弁とを絶縁するための
樹脂などによる絶縁層である。
ウムを弁体の上に蒸着して得たもので、弁体の動きを著
しく制限しない程度の柔軟さを有している。１１は、前
記導電片９、１０とダイヤフラム弁とを絶縁するための
樹脂などによる絶縁層である。
【００１０】図３は、本発明の一実施例である角形リチ
ウム二次電池（Ａ）を示す。実施例電池の寸法は、厚さ
7.8mm 、幅40mm、長さ48mmである。電池ケース７は、70
μmのポリプロピレンフィルムを内面に接着し外装面に
絶縁と表面保護を兼ねた約8μm の塗装膜を備えた鋼板
からなっている。容器内には、電池発電要素が収納され
ており、正極板と正極端子２、負極板と負極端子３が接
続されている。１は、図２に示したダイヤフラム弁を用
いたスイッチである。
ウム二次電池（Ａ）を示す。実施例電池の寸法は、厚さ
7.8mm 、幅40mm、長さ48mmである。電池ケース７は、70
μmのポリプロピレンフィルムを内面に接着し外装面に
絶縁と表面保護を兼ねた約8μm の塗装膜を備えた鋼板
からなっている。容器内には、電池発電要素が収納され
ており、正極板と正極端子２、負極板と負極端子３が接
続されている。１は、図２に示したダイヤフラム弁を用
いたスイッチである。
【００１１】本発明の電池は、さらに内圧が上昇すると
ダイヤフラム弁が完全に吹き飛び電池内圧を開放して破
裂を防ぐようになっている。すなわち、内圧が５ Kg/cm
2 以上になると端子間が短絡し、内圧が１２ Kg/cm2 に
なると弁が開口するようになっている。
ダイヤフラム弁が完全に吹き飛び電池内圧を開放して破
裂を防ぐようになっている。すなわち、内圧が５ Kg/cm
2 以上になると端子間が短絡し、内圧が１２ Kg/cm2 に
なると弁が開口するようになっている。
【００１２】この電池を200mA で4.1Vまで充電し、200m
A で2.75V まで放電したときの放電容量は、600mAhであ
る。
A で2.75V まで放電したときの放電容量は、600mAhであ
る。
【００１３】つぎに、内部構成はすべて同様であるが、
ダイヤフラム弁を用いた短絡回路を備えずに破裂弁のみ
を備えた比較のための従来の電池（ア）、およびダイヤ
フラム弁を用いた短絡開路を備えずに破裂弁と内圧上昇
時に電極と端子との電気的接続を絶つ機構を備えた比較
のための従来の電池（イ）とを試作した。
ダイヤフラム弁を用いた短絡回路を備えずに破裂弁のみ
を備えた比較のための従来の電池（ア）、およびダイヤ
フラム弁を用いた短絡開路を備えずに破裂弁と内圧上昇
時に電極と端子との電気的接続を絶つ機構を備えた比較
のための従来の電池（イ）とを試作した。
【００１４】これらの電池を200mA の電流で連続充電
し、破裂しなかった場合には、１０時間後に釘差し試験
を行った。この結果を表１に示す。表１から明らかなよ
うに本発明のリチウム二次電池は、従来の電池に比較し
て優れた安全性を有していることがわかる。すなわち、
電池（ア）は、過充電により破裂し、過充電では破裂し
なかった電池（イ）もその後の釘刺し試験により破裂し
た。しかし、本発明の電池は、過充電後の釘刺し試験で
も破裂などの危険な現象は認められなかった。
し、破裂しなかった場合には、１０時間後に釘差し試験
を行った。この結果を表１に示す。表１から明らかなよ
うに本発明のリチウム二次電池は、従来の電池に比較し
て優れた安全性を有していることがわかる。すなわち、
電池（ア）は、過充電により破裂し、過充電では破裂し
なかった電池（イ）もその後の釘刺し試験により破裂し
た。しかし、本発明の電池は、過充電後の釘刺し試験で
も破裂などの危険な現象は認められなかった。
【００１５】
【表１】 図４および図５に他の実施例の電池の一部拡大図を示
す。図４では、一方の端子を穴空きリベット端子１２と
している。電池内圧が上昇した場合には、導電性ゴムな
どからなる導電性のダイヤフラム弁１３が膨らんで穴空
きリベット端子１２と導電片９とが短絡される。導電片
９は、導電性のダイヤフラム弁１３で発生する熱を放散
させるヒートシンクの役割も果たしている。なお記号１
４は、ガスケットである。
す。図４では、一方の端子を穴空きリベット端子１２と
している。電池内圧が上昇した場合には、導電性ゴムな
どからなる導電性のダイヤフラム弁１３が膨らんで穴空
きリベット端子１２と導電片９とが短絡される。導電片
９は、導電性のダイヤフラム弁１３で発生する熱を放散
させるヒートシンクの役割も果たしている。なお記号１
４は、ガスケットである。
【００１６】図５は、電池ケース７が一方の端子を兼ね
ている場合を示す。この場合は、電池ケース７に直接導
電性のダイヤフラム弁１３を密着接続し、その上に絶縁
層１１および導電片９を密着接続させている。本例で
は、導電性のダイヤフラム弁の少なくとも一方の面に導
電性と熱の放散を改善し、しかも外部からの水分の透過
や電解液の散逸を防止するための金属フィルム層６を設
けている。この金属フィルム層は、弁体の動きを妨げな
い程度の柔軟さを有している。
ている場合を示す。この場合は、電池ケース７に直接導
電性のダイヤフラム弁１３を密着接続し、その上に絶縁
層１１および導電片９を密着接続させている。本例で
は、導電性のダイヤフラム弁の少なくとも一方の面に導
電性と熱の放散を改善し、しかも外部からの水分の透過
や電解液の散逸を防止するための金属フィルム層６を設
けている。この金属フィルム層は、弁体の動きを妨げな
い程度の柔軟さを有している。
【００１７】なお、上記実施例では角形リチウム二次電
池を示したが、リチウム電池以外の電池に本発明を適用
してもよく、また電池形状もボタン形、円筒形またはペ
ーパー形電池等に本発明を適用してもよい。
池を示したが、リチウム電池以外の電池に本発明を適用
してもよく、また電池形状もボタン形、円筒形またはペ
ーパー形電池等に本発明を適用してもよい。
【００１８】
【発明の効果】本発明の電池は、電池内圧が上昇した場
合に、ダイヤフラム弁が変形し、電池を短絡させ放電状
態で放置されるので、その後衝撃が加えられたような場
合でも破裂しにくく安全性において従来の電池に比較し
て非常に優れている。
合に、ダイヤフラム弁が変形し、電池を短絡させ放電状
態で放置されるので、その後衝撃が加えられたような場
合でも破裂しにくく安全性において従来の電池に比較し
て非常に優れている。
【図１】実施例のリチウム二次電池のダイヤフラム弁を
用いた短絡開路の開路図。
用いた短絡開路の開路図。
【図２】ダイヤフラム弁を用いた短絡スイッチの実施例
を示す図。
を示す図。
【図３】本発明のリチウム二次電池の図。
【図４】本発明の他の実施例を示した図。
【図５】本発明の他の実施例を示した図。
１ ダイヤフラム弁を用いた短絡スイッチ ２ 正極端子 ３ 負極端子 ４ 抵抗体 ５ 弁体 ６ 金属フィルム層 ７ 電池ケース ８ 樹脂層 ９ 導電片 １０ 導電片 １１ 絶縁層 １２ 穴空きリベット端子 １３ 導電性のダイヤフラム弁 １４ ガスケット
Claims (4)
- 【請求項１】電池内圧の上昇にともなって変形するダイ
ヤフラム弁を備えた電池において、該ダイヤフラム弁の
変形によって正極端子と負極端子とが電気的に接続され
ることを特徴とする電池。 - 【請求項２】電池内圧の上昇にともなって変形するダイ
ヤフラム弁を備えた電池であって、 ダイヤフラム弁は弁体と金属フィルム層との積層構造に
より構成されており、 該金属フィルム層の上部には正極に接続された導電片
と、負極に接続された導電片とが絶縁層を介してそれぞ
れ配されており、 平常時には正極に接続された導電片と、負極に接続され
た導電片とは電気的に接続されておらず、 電池内圧上昇により該ダイヤフラム弁が変形した場合に
は正極に接続された導電片と、負極に接続された導電片
とは該金属フィルム層を介して電気的に接続されること
を特徴とする電池。 - 【請求項３】一方の端子は穴空きリベット端子であり、
その上部にダイヤフラム弁を備えたことを特徴とする請
求項１又は請求項２の電池。 - 【請求項４】電池ケースが一方の端子を兼ねており、 電池ケースに直接導電性のダイヤフラム弁が密着接続さ
れており、 その上に絶縁層および導電片が密着接続されており、 導電性のダイヤフラム弁の少なくとも一方の面に金属フ
ィルム層を備えることを特徴とする請求項１又は請求項
２の電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02371094A JP3573293B2 (ja) | 1993-11-24 | 1994-01-26 | 電池 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31738993 | 1993-11-24 | ||
| JP5-317389 | 1993-11-24 | ||
| JP02371094A JP3573293B2 (ja) | 1993-11-24 | 1994-01-26 | 電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201372A true JPH07201372A (ja) | 1995-08-04 |
| JP3573293B2 JP3573293B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=26361116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02371094A Expired - Fee Related JP3573293B2 (ja) | 1993-11-24 | 1994-01-26 | 電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3573293B2 (ja) |
Cited By (24)
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-
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- 1994-01-26 JP JP02371094A patent/JP3573293B2/ja not_active Expired - Fee Related
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