JPH07230799A - 密閉形電池の安全弁装置 - Google Patents
密閉形電池の安全弁装置Info
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- JPH07230799A JPH07230799A JP6039274A JP3927494A JPH07230799A JP H07230799 A JPH07230799 A JP H07230799A JP 6039274 A JP6039274 A JP 6039274A JP 3927494 A JP3927494 A JP 3927494A JP H07230799 A JPH07230799 A JP H07230799A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- safety valve
- gas
- battery
- gas discharge
- valve device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- 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
- H01M50/317—Re-sealable arrangements
- H01M50/325—Re-sealable arrangements comprising deformable valve members, e.g. elastic or flexible valve members
-
- 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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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は電池内部のガス発生量が安全弁装置
のガス排出能力を越えて電池が破裂する問題点を解決す
る新らしい安全弁装置を得ることを目的とする。 【構成】 本発明は排気孔を設けた封口板と溶接あるい
はかしめ装着された端子キャップとで形成された弁室内
に、圧縮状態の弾性弁体を装備した密閉形電池の安全弁
装置である。本発明は安全弁が作動した後再密閉される
圧力が、８ｋｇ／ｃｍ2 以上であり、かつ、安全弁作動
時における単位時間あたりのガス排出量をｘ2 、電池内
部で発生する単位時間あたりのガス量をｘ1 としたとき
に、ガス排出量比ｘ2 ／ｘ1 値が９５％〜１００％であ
ることを特徴とする密閉形電池の安全弁装置である。
のガス排出能力を越えて電池が破裂する問題点を解決す
る新らしい安全弁装置を得ることを目的とする。 【構成】 本発明は排気孔を設けた封口板と溶接あるい
はかしめ装着された端子キャップとで形成された弁室内
に、圧縮状態の弾性弁体を装備した密閉形電池の安全弁
装置である。本発明は安全弁が作動した後再密閉される
圧力が、８ｋｇ／ｃｍ2 以上であり、かつ、安全弁作動
時における単位時間あたりのガス排出量をｘ2 、電池内
部で発生する単位時間あたりのガス量をｘ1 としたとき
に、ガス排出量比ｘ2 ／ｘ1 値が９５％〜１００％であ
ることを特徴とする密閉形電池の安全弁装置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電池内部でのガス発生に
よる圧力上昇に応動する密閉形電池の破裂防止用安全弁
装置に関するものである。
よる圧力上昇に応動する密閉形電池の破裂防止用安全弁
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】携帯用電気機器等に用いられる電池とし
てはニッケル水素電池、ニッケルカドミウム、ニッケル
亜鉛電池等で代表される二次電池、アルカリ電池、リチ
ウム電池等の一次電池が知られている。ところが、二次
電池の場合は過充電により電池内部にガスが異常発生
し、また一次電池の場合は過放電、誤充電により電池内
部にガスが異常に発生する。このようにガスが異常に発
生すると、電池内部の圧力が異常に上昇して封口蓋体を
吹き飛ばすなど破裂事故を招くおそれがあった。
てはニッケル水素電池、ニッケルカドミウム、ニッケル
亜鉛電池等で代表される二次電池、アルカリ電池、リチ
ウム電池等の一次電池が知られている。ところが、二次
電池の場合は過充電により電池内部にガスが異常発生
し、また一次電池の場合は過放電、誤充電により電池内
部にガスが異常に発生する。このようにガスが異常に発
生すると、電池内部の圧力が異常に上昇して封口蓋体を
吹き飛ばすなど破裂事故を招くおそれがあった。
【０００３】このため、この種の電池には電池内部での
ガス発生による圧力上昇に応動して、内部ガスを排出さ
せる防爆用安全弁が設けられている。防爆用安全弁装置
としては、電池内のガス圧が所定の値以上に達すると開
弁してガスを外部に放出し、その後は再密閉状態になる
復帰式が好ましい。この方式では合成ゴムなどの弾性体
で排気孔を閉塞しているものが多い。このような装置で
は、なんらかの原因で電池内部にガスが発生して内圧が
異常に上昇すると弾性体が上方に押し上げられ、封口板
との間からガスを排出し、電池の損傷、破裂を防ぐこと
ができる。
ガス発生による圧力上昇に応動して、内部ガスを排出さ
せる防爆用安全弁が設けられている。防爆用安全弁装置
としては、電池内のガス圧が所定の値以上に達すると開
弁してガスを外部に放出し、その後は再密閉状態になる
復帰式が好ましい。この方式では合成ゴムなどの弾性体
で排気孔を閉塞しているものが多い。このような装置で
は、なんらかの原因で電池内部にガスが発生して内圧が
異常に上昇すると弾性体が上方に押し上げられ、封口板
との間からガスを排出し、電池の損傷、破裂を防ぐこと
ができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、異常充電、
過放電などにより内圧が上昇し電池内部に蓄積したガス
を放出しようとした場合、内部でのガス発生量が安全弁
装置のガス排出能力を越えてしまい、電池を破裂させる
などの問題があった。
過放電などにより内圧が上昇し電池内部に蓄積したガス
を放出しようとした場合、内部でのガス発生量が安全弁
装置のガス排出能力を越えてしまい、電池を破裂させる
などの問題があった。
【０００５】本発明は、前述した従来の問題を除去する
ものであり、電池内でのガス発生量が異常に増加した場
合でも、弁作動を正確に行い発生ガスを排出しうる安全
弁装置を提供することを目的とする。
ものであり、電池内でのガス発生量が異常に増加した場
合でも、弁作動を正確に行い発生ガスを排出しうる安全
弁装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、排気孔を設け
た封口板と溶接あるいはかしめ装着された端子キャップ
とで形成された弁室内に、圧縮状態の弾性弁体を装備し
た密閉形電池の安全弁装置において、安全弁が作動した
後再密閉される圧力が、８ｋｇ／ｃｍ2 以上であり、か
つ、安全弁作動時における単位時間あたりのガス排出量
をｘ2 、電池内部で発生する単位時間あたりのガス量を
ｘ1 としたときに、ガス排出量比ｘ2 ／ｘ1 値が９５％
〜１００％であることを特徴とする密閉形電池の安全弁
装置である。
た封口板と溶接あるいはかしめ装着された端子キャップ
とで形成された弁室内に、圧縮状態の弾性弁体を装備し
た密閉形電池の安全弁装置において、安全弁が作動した
後再密閉される圧力が、８ｋｇ／ｃｍ2 以上であり、か
つ、安全弁作動時における単位時間あたりのガス排出量
をｘ2 、電池内部で発生する単位時間あたりのガス量を
ｘ1 としたときに、ガス排出量比ｘ2 ／ｘ1 値が９５％
〜１００％であることを特徴とする密閉形電池の安全弁
装置である。
【０００７】
【作用】安全弁が８ｋｇ／ｃｍ2 以上で作動した後、再
密閉される圧力を８ｋｇ／ｃｍ2 以上に設定し、かつ安
全弁作動時における単位時間あたりのガス排出量を
ｘ2、電池内部で発生する単位時間あたりのガス量をｘ
1 としたときに、ガス排出量比ｘ2 ／ｘ1 値が９５％〜
１００％に設定することで、誤使用や異常電流充電時に
セル内部でガスが大量に発生した場合でも、セル内部の
ガスを円滑に排出させることができ、安全性の高い密閉
形電池が得られる。
密閉される圧力を８ｋｇ／ｃｍ2 以上に設定し、かつ安
全弁作動時における単位時間あたりのガス排出量を
ｘ2、電池内部で発生する単位時間あたりのガス量をｘ
1 としたときに、ガス排出量比ｘ2 ／ｘ1 値が９５％〜
１００％に設定することで、誤使用や異常電流充電時に
セル内部でガスが大量に発生した場合でも、セル内部の
ガスを円滑に排出させることができ、安全性の高い密閉
形電池が得られる。
【０００８】
【実施例】以下、図面に従い本発明の一実施例を説明す
る。図１において、１は金属製平板をプレス加工して得
られる皿状端子板であり、３は金属製平板をプレス加工
して得られる封口板で、中央部にはガス排気孔３ａが設
けられている。２は合成ゴムなどを圧縮成形して得られ
る弾性体である。これら端子板１、弾性体２、封口板３
とは、まず弾性体２を端子板１に挿入し、封口板３のガ
ス排気孔３ａを圧接閉塞するよう、弾性体２を内装した
端子板１を封口板３上に載置し、端子板１の周縁鍔部と
封口板３とをスポット溶接して一体化し、安全弁装置７
を完成させる。
る。図１において、１は金属製平板をプレス加工して得
られる皿状端子板であり、３は金属製平板をプレス加工
して得られる封口板で、中央部にはガス排気孔３ａが設
けられている。２は合成ゴムなどを圧縮成形して得られ
る弾性体である。これら端子板１、弾性体２、封口板３
とは、まず弾性体２を端子板１に挿入し、封口板３のガ
ス排気孔３ａを圧接閉塞するよう、弾性体２を内装した
端子板１を封口板３上に載置し、端子板１の周縁鍔部と
封口板３とをスポット溶接して一体化し、安全弁装置７
を完成させる。
【０００９】実施例の要領で組み立てた安全弁装置７
を、図２に示す測定装置６を用い安全弁作動時に図１に
示す弾性体２を押し上げ流出するＮ2 ガス量の測定を行
った。まずコック８とコック９を開いた状態で、流量計
１０の値が一定になるようコック８を調整しＮ2 ガスを
ｘ1 ｌ／ｍｉｎ流す。この状態でコック９を閉じ安全弁
装置７にＮ2 ガスを流す。安全弁装置７が作動し弾性体
２を押し上げて流出したＮ2 ガスの流量ｘ2 ｌ／ｍｉｎ
を流量計１１で測定した。
を、図２に示す測定装置６を用い安全弁作動時に図１に
示す弾性体２を押し上げ流出するＮ2 ガス量の測定を行
った。まずコック８とコック９を開いた状態で、流量計
１０の値が一定になるようコック８を調整しＮ2 ガスを
ｘ1 ｌ／ｍｉｎ流す。この状態でコック９を閉じ安全弁
装置７にＮ2 ガスを流す。安全弁装置７が作動し弾性体
２を押し上げて流出したＮ2 ガスの流量ｘ2 ｌ／ｍｉｎ
を流量計１１で測定した。
【００１０】このとき実施例の要領で組み立てた安全弁
装置の作動圧（再密閉圧）を、８、１４、１５、１８ｋ
ｇ／ｃｍ2 に設定し、実験例１〜４を組立てた。またｘ
1 の値は１０ｌ／ｍｉｎとした。作動圧を変更するに
は、封口板３の中央を凹ませて弾性体２の圧縮率を下げ
ることで対応したが、弾性体２の弾性率を下げることで
対応しても同様の効果が得られる。以上に明記した方法
で作動圧を変更した場合のｘ2 ／ｘ1 値との関係を図４
に示す。
装置の作動圧（再密閉圧）を、８、１４、１５、１８ｋ
ｇ／ｃｍ2 に設定し、実験例１〜４を組立てた。またｘ
1 の値は１０ｌ／ｍｉｎとした。作動圧を変更するに
は、封口板３の中央を凹ませて弾性体２の圧縮率を下げ
ることで対応したが、弾性体２の弾性率を下げることで
対応しても同様の効果が得られる。以上に明記した方法
で作動圧を変更した場合のｘ2 ／ｘ1 値との関係を図４
に示す。
【００１１】図４に示した結果より、安全弁作動圧が１
５ｋｇ／ｃｍ2 を越えると、Ｎ2 ガスが弾性体２を押し
上げ安全弁装置７を通過する際に、Ｎ2 ガス流量が規制
されｘ2 ／ｘ1 値が低下し、十分なガス排出が行われて
いないことが確認できた。次に、これら各作動圧の安全
弁装置７を、図３に示すような空の電池容器４に組み込
み、電池容器４に穴５を開け測定装置１２で固定し、穴
５よりＮ2 ガスを５０ｌ／ｍｉｎで流した時に、安全弁
装置７が電池容器４から外れた数を表１に示した。
５ｋｇ／ｃｍ2 を越えると、Ｎ2 ガスが弾性体２を押し
上げ安全弁装置７を通過する際に、Ｎ2 ガス流量が規制
されｘ2 ／ｘ1 値が低下し、十分なガス排出が行われて
いないことが確認できた。次に、これら各作動圧の安全
弁装置７を、図３に示すような空の電池容器４に組み込
み、電池容器４に穴５を開け測定装置１２で固定し、穴
５よりＮ2 ガスを５０ｌ／ｍｉｎで流した時に、安全弁
装置７が電池容器４から外れた数を表１に示した。
【００１２】表１の結果より、弁作動圧１５ｋｇ／ｃｍ
2 以下に設定した安全弁装置は、電池容器から外れず、
弁作動圧１８ｋｇ／ｃｍ2 に比べ、電池内部に多量のガ
スが発生した場合でも、速やかにガスを放出し破裂を回
避できることが解かる。以上の結果より、実験例の安全
弁装置の作動圧は１５ｋｇ／ｃｍ2 以下にすることによ
り、ｘ1 ／ｘ2 値を９５％以上にでき、発生量に対して
充分排出できる。
2 以下に設定した安全弁装置は、電池容器から外れず、
弁作動圧１８ｋｇ／ｃｍ2 に比べ、電池内部に多量のガ
スが発生した場合でも、速やかにガスを放出し破裂を回
避できることが解かる。以上の結果より、実験例の安全
弁装置の作動圧は１５ｋｇ／ｃｍ2 以下にすることによ
り、ｘ1 ／ｘ2 値を９５％以上にでき、発生量に対して
充分排出できる。
【００１３】
【表１】
【００１４】実施例の方法で、弁作動圧を７、８、９ｋ
ｇ／ｃｍ2 に設定した実験例５〜７の安全弁装置を組立
た。作動圧の変更に際しては封口板３の中央を凹ませて
弾性体２の圧縮率を下げる事で対応したが、弾性体２の
弾性率を下げることで対応しても同様の効果が得られ
る。この安全弁装置を各々１００個ずつ密閉形Ｎｉ／Ｍ
Ｈ電池に組み込み、充電１Ｃ ９０分、放電１Ｃ １．
０Ｖ終止電圧のサイクルでの放電容量を測定した。測定
された容量は１サイクル目の放電容量を１００とし、こ
れを基準として放電容量比を求めた。またサイクル数は
弁作動圧９ｋｇ／ｃｍ2 の放電容量比が８０％以下にな
った際のサイクルを１００として７、８ｋｇ／ｃｍ2 の
サイクル比を求めた。この時放電サイクル比が５０以下
であった電池数を表２に示す。
ｇ／ｃｍ2 に設定した実験例５〜７の安全弁装置を組立
た。作動圧の変更に際しては封口板３の中央を凹ませて
弾性体２の圧縮率を下げる事で対応したが、弾性体２の
弾性率を下げることで対応しても同様の効果が得られ
る。この安全弁装置を各々１００個ずつ密閉形Ｎｉ／Ｍ
Ｈ電池に組み込み、充電１Ｃ ９０分、放電１Ｃ １．
０Ｖ終止電圧のサイクルでの放電容量を測定した。測定
された容量は１サイクル目の放電容量を１００とし、こ
れを基準として放電容量比を求めた。またサイクル数は
弁作動圧９ｋｇ／ｃｍ2 の放電容量比が８０％以下にな
った際のサイクルを１００として７、８ｋｇ／ｃｍ2 の
サイクル比を求めた。この時放電サイクル比が５０以下
であった電池数を表２に示す。
【００１５】表２の結果より、弁作動圧７ｋｇ／ｃｍ2
の電池はサイクル比５０以下で放電容量比が８０％を割
り込んでしまう電池が多くなっている。この結果より安
全弁作動圧は８ｋｇ／ｃｍ2 以上である必要がある。
の電池はサイクル比５０以下で放電容量比が８０％を割
り込んでしまう電池が多くなっている。この結果より安
全弁作動圧は８ｋｇ／ｃｍ2 以上である必要がある。
【００１６】
【表２】
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、上記のような弁作動圧
範囲にある安全弁装置を構成することで、電池内圧が異
常に上昇した場合ガス排出を円滑に行うことができるた
め、電池を誤使用した場合などに起こる破裂などの事故
を防ぎ、安全性の高い密閉形電池が得られる。
範囲にある安全弁装置を構成することで、電池内圧が異
常に上昇した場合ガス排出を円滑に行うことができるた
め、電池を誤使用した場合などに起こる破裂などの事故
を防ぎ、安全性の高い密閉形電池が得られる。
【図１】本発明の実施例の密閉形電池の安全弁装置の断
面図である。
面図である。
【図２】本発明で使用した安全弁装置のガス流量測定装
置である。
置である。
【図３】本発明で使用した空の電池の安全弁の作動試験
測定装置である。
測定装置である。
【図４】安全弁装置の再密閉圧力とｘ1 ／ｘ2 値との関
係図である。
係図である。
１ 皿状端子板 ２ 弾性体 ３ 封口板 ３ａ 排気孔 ４ 電池容量 ７ 安全弁装置
Claims (1)
- 【請求項１】 排気孔を設けた封口板と溶接あるいはか
しめ装着された端子キャップとで形成された弁室内に、
圧縮状態の弾性弁体を装備した密閉形電池の安全弁装置
において、安全弁が作動した後再密閉される圧力が、８
ｋｇ／ｃｍ2以上であり、かつ、安全弁作動時における
単位時間あたりのガス排出量をｘ2 、電池内部で発生す
る単位時間あたりのガス量をｘ1 としたときに、ガス排
出量比ｘ2 ／ｘ1 値が９５％〜１００％であることを特
徴とする密閉形電池の安全弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6039274A JPH07230799A (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 密閉形電池の安全弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6039274A JPH07230799A (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 密閉形電池の安全弁装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07230799A true JPH07230799A (ja) | 1995-08-29 |
Family
ID=12548590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6039274A Pending JPH07230799A (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 密閉形電池の安全弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07230799A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100416096B1 (ko) * | 2001-10-18 | 2004-01-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 안전변 장치와 이를 채용한 이차 전지 |
| JP2008533658A (ja) * | 2005-03-10 | 2008-08-21 | エイバータクス・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | ガス逃がし弁 |
-
1994
- 1994-02-15 JP JP6039274A patent/JPH07230799A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100416096B1 (ko) * | 2001-10-18 | 2004-01-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 안전변 장치와 이를 채용한 이차 전지 |
| JP2008533658A (ja) * | 2005-03-10 | 2008-08-21 | エイバータクス・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | ガス逃がし弁 |
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