JPH0737568A - 非水電解質二次電池用安全弁 - Google Patents

非水電解質二次電池用安全弁

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JPH0737568A
JPH0737568A JP5202735A JP20273593A JPH0737568A JP H0737568 A JPH0737568 A JP H0737568A JP 5202735 A JP5202735 A JP 5202735A JP 20273593 A JP20273593 A JP 20273593A JP H0737568 A JPH0737568 A JP H0737568A
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    • H01M50/325—Re-sealable arrangements comprising deformable valve members, e.g. elastic or flexible valve members
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電池の誤使用等の異常による破裂がなく、安全
性、信頼性および耐リーク性に優れた非水電解質二次電
池を得るために、ガス排出能力に優れた圧力応答性の良
好な可逆作動安全弁を提供する。 【構成】電池ケース排気孔を閉塞する弾性体と、弾性体
を圧迫保持しかつ貫通口を有する保持体とから構成され
た安全弁である。排気孔を有する電池ケースと保持板と
は固着されている。電池ケースと保持板との間にガス抜
き用の隙間を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器の駆動用電源
もしくはメモリ保持電源あるいは、電気自動車用電池と
しての高エネルギー密度でかつ高い安全性を有する非水
電解質二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】電子機器の急激なる小形軽量
化に伴い、その電源である電池に対して小形で軽量かつ
高エネルギー密度で、更に繰り返し充放電が可能な二次
電池の開発への要求が高まっている。これら要求を満た
す二次電池として、非水電解質二次電池が最も有望であ
る。
【０００３】しかしながら、この種の電池が長期に渡っ
て安定に使用されるためには、電解液の漏出や大気中水
分の電池内への侵入による電池活物質や電解質等との反
応が原因で生じる電池性能の低下を防止しなければなら
ない。そのため、電池を完全密閉する必要があり、極め
て密閉性の高い封口がなされている。
【０００４】一方、この種電池の外部短絡または電極や
セパレーターの劣化により急激な温度上昇があった場合
や、過大電圧による過充電がなされた場合に、有機電解
質が揮発あるいは分解してガスが発生し、このガスが電
池内に閉じこめられ、電池内圧が著しく上昇することが
ある。また、電池が火中へ投下されるなどして高温にさ
らされた場合には、リチウムなどの電池活物質と有機電
解液との暴走反応が生じ電池内圧が爆発的に上昇する。
その結果、電池ケースが膨張変形したり時として電池が
破裂し安全上重大な問題となる。鉛電池やＮｉ−Ｃｄ電
池に用いられている従来の可逆型安全弁は、前者の緩や
かな内圧上昇においては対応できるものの、後者の急激
な内圧上昇には、ガスの排出能力が低いために内圧上昇
に対応できず、電池が破裂する危険性があった。
【０００５】このような問題を解決するため、従来非水
電解質電池においては、急激なガス発生により電池内圧
が上昇したとき、効率よくガスを排出する特殊な安全弁
装置が電池ケースあるいは封口体に設けられていた。代
表的なものとして、ガラスシールあるいはセラミックシ
ールなどの絶縁部材を用いたハーメチック構造や、アル
ミニウム箔と切り欠き刃を備えた破裂弁式構造を採用し
たものがある。
【０００６】ところが、このような電池においては安全
弁がいったん作動すると、開口部から電解液が漏出した
り電池内へ侵入した水分が電池活物質や電解質等と反応
するため、電池が使用不可能になるという問題があっ
た。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、電池ケース排
気孔を閉塞する弾性体と、該弾性体を圧迫保持しかつ貫
通口を有する保持体とから構成された安全弁であって、
該排気孔を有する電池ケースと該保持板とが固着されて
おり、かつ該電池ケースと該保持板との間にガス抜き用
の隙間を有することで上記問題を解決するものである。
さらに、弾性体の上部、下部あるいはその間部の少なく
とも一部分に金属箔を備えることで、大気中の水分の電
池内への侵入を有効に防ぐものである。
【０００８】
【作用】本発明の安全弁は、３〜１５ｋｇ／ｃｍ2 程度
の低圧時には電池ケースと保持板との隙間をとおってガ
スが排出されるため可逆弁として作動し、１５ｋｇ／ｃ
ｍ2 を越えるような急激な圧力上昇時には、保持板の貫
通口を通って弾性体が電池系外に排出されるため、ガス
排出能力に優れた安全弁装置として作動する。ゆえに、
この種電池の外部短絡または外部環境の変化、過大電圧
による過充電などの一時的な異常時の低圧の内圧上昇に
おいては、本安全弁は可逆弁として作動するため、上記
異常後も電池の使用が可能となる。また、電池が火中へ
の投入されたり、電池内部短絡などにより電池内圧が急
激に上昇した場合、本安全弁は排気能力に優れる不可逆
弁として作動するため電池の破裂がなく、安全性の向上
が図れる。さらに本安全弁は、電池組立後に組立可能な
ため電解液の注液口を兼ねることができるという優れた
作用がある。
【０００９】
【実施例】以下に、好適な実施例を用いて本発明を説明
する。
【００１０】図１は、一実施例による有機電解液電池の
要部断面図を示し、図１において１は外装缶、２は電池
ケース排気孔を有するステンレス製の金属封口蓋で外装
缶１と金属封口蓋２とをレーザー溶接等により溶接する
とともに、発電要素（図示せず）が内臓されている。３
は耐有機溶剤性のエチレン−プロピレン共重合体（ＥＰ
ＤＭ）からなる弾性体、４は中央に貫通口を、四隅に突
起部５を有するステンレス製の保持板である。金属封口
蓋２の上部排気口を外側より、弾性体３を保持板４によ
り縦方向に加圧するとともに、金属封口蓋２と保持板の
突起部５とを抵抗溶接している。
【００１１】この安全弁は、３〜１５ｋｇ／ｃｍ2 程度
の低圧時には可逆弁として作動し、１５ｋｇ／ｃｍ2 を
越えるような高圧時には不可逆弁として作動する。低圧
時の作動原理を図２に示した。電池内圧が上昇したと
き、弾性体３が圧力で持ち上げられガスが金属封口蓋２
と保持板４の隙間を通り抜け排出されることで安全弁が
作動する。この場合、排気能力を向上する目的で突起部
５を作製したが突起部がなくてもわずかな隙間があれば
同様に作動する。高圧時の作動原理を図３に示した。電
池内圧が急激に上昇したとき、弾性体３が封口板４の貫
通孔を通り抜け電池系外に排出されることで、電池ケー
スに排出孔ができ、該排出孔よりガスが効率よく排出さ
れる。この場合、電池破裂などの危険な状態を回避する
ことができる。図４〜図７に同様な原理で作動する他の
安全弁の実例を示した。なお、安全弁の可逆弁としての
開放圧は、貫通口の開口径、形状および弾性体の弾性
率、形状、寸法などを変えることで約２ｋｇ／ｃｍ2 〜
約２０ｋｇ／ｃｍ2 の範囲で自由に設定することができ
る。また、不可逆弁としての作動圧も貫通口の開口径、
形状および弾性体の弾性率、形状、寸法などを変えるこ
とで約１０ｋｇ／ｃｍ2〜約５０ｋｇ／ｃｍ2 の範囲で
自由に設定することができる。しかし、安全な電池設計
を考慮すると、可逆弁としての作動圧は３〜１５ｋｇ／
ｃｍ2 、不可逆弁としての作動圧は、１５〜３０ｋｇ／
ｃｍ2 とするのが好ましい。本明細書においては、この
設計思想に基づいて発明の説明をおこなった。
【００１２】また本安全弁は、電池内へ電解液を注液し
てから組立可能なため、電解液注液口を兼ねることがで
きる。上記実施例の他に、金属封口蓋の開口部２の内側
に弾性体３と保持板４とを配置することで、電池内に安
全弁を組み立てることもできる。しかしこの場合、安全
弁は注液口を兼ねることができない。
【００１３】上記実施例の金属封口蓋２の排出口の断面
形状を、ケース内側あるいは外側ヘ折り曲げてもよい
し、排出口の形状を円型の他に楕円や角型としてもよ
い。また、保持板４の貫通口断面形状も、ケース内側あ
るいは外側に折り曲げてもよいし、貫通口の形状を円型
の他に楕円や角型としてもよい。
【００１４】また、アルミニウムなどの金属箔を弾性体
の上部、下部あるいは間部のすくなくとも一部分に備え
ることで、弾性体中を通って電池内に侵入する大気中の
微量水分を有効に防ぐことができる。金属箔の厚みは、
アルミニウムを用いる場合５〜５０μｍが適当である。
【００１５】また、実施例では弾性体にＥＰＤＭを用い
る場合を説明したが、クロロプレン、ブチルゴム、シリ
コーンゴム、フッ素ゴムなどを単独で、もしくは一種以
上を組み合わせて用いることができる。さらに、弾性体
３の電池外部に、保護板や保護キャップを付設するなど
して、弾性体を傷などから保護すると電池の信頼性はさ
らに向上する。
【００１６】
【発明の効果】上述したごとく、本考案によりガス排出
能力に優れた圧力応答性の良好な可逆作動安全弁を有す
るため、電池の誤使用等の異常による破裂がなく、安全
性、信頼性および耐リーク性に優れた非水電解質二次電
池を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の実施例における非水電解質電池の要部
断面図。
【図２】本考案の実施例における要部断面図（可逆弁作
動時）。
【図３】本考案の実施例における要部断面図（不可逆弁
作動時）。
【図４】本考案の実施例における要部断面図。
【図５】本考案の実施例における要部断面図。
【図６】本考案の実施例における要部断面図。
【図７】本考案の実施例における要部断面図。
【符号の説明】
１ 外装缶 ２ 金属封口蓋 ３ ＥＰＤＭゴムよりなる弾性体 ４ 中央に開口部を有する金属保持板 ５ 突起部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電池ケース排気孔を閉塞する弾性体と、該
    弾性体を圧迫保持しかつ貫通口を有する保持体とから構
    成された安全弁であって、該排気孔を有する電池ケース
    と該保持板とが固着されており、かつ該電池ケースと該
    保持板との間にガス抜き用の隙間を有することを特徴と
    する非水電解質二次電池用安全弁。
  2. 【請求項２】請求項１記載の安全弁において、弾性体の
    上部、下部あるいはその間部の少なくとも一部分に金属
    箔を備えることを特徴とする非水電解質二次電池用安全
    弁。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09161755A (ja) * 1995-12-06 1997-06-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池用安全弁
JP2001519965A (ja) * 1997-11-24 2001-10-23 サムスン ディスプレイ ディバイス カンパニー リミテッド 二次電池
JP2005026037A (ja) * 2003-07-01 2005-01-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉型アルカリ蓄電池
WO2009096277A1 (ja) 2008-01-29 2009-08-06 The Japan Steel Works, Ltd. リリーフ弁
JP2014041841A (ja) * 2010-03-18 2014-03-06 Mitsubishi Motors Corp バッテリケース及び電池パック
DE102013221760A1 (de) * 2013-10-25 2015-05-13 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle mit Sicherheitsventil und Druckausgleichsventil
DE102020111372A1 (de) 2020-04-27 2021-10-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batteriegehäuse mit Ventilvorrichtung, Batterie sowie Kraftfahrzeug
WO2022246840A1 (zh) * 2021-05-28 2022-12-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 端盖组件、电池单体、电池及用电设备

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09161755A (ja) * 1995-12-06 1997-06-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池用安全弁
JP2001519965A (ja) * 1997-11-24 2001-10-23 サムスン ディスプレイ ディバイス カンパニー リミテッド 二次電池
JP2010238672A (ja) * 1997-11-24 2010-10-21 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池
JP2005026037A (ja) * 2003-07-01 2005-01-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉型アルカリ蓄電池
WO2009096277A1 (ja) 2008-01-29 2009-08-06 The Japan Steel Works, Ltd. リリーフ弁
JP2009180250A (ja) * 2008-01-29 2009-08-13 Japan Steel Works Ltd:The リリーフ弁
JP2014041841A (ja) * 2010-03-18 2014-03-06 Mitsubishi Motors Corp バッテリケース及び電池パック
DE102013221760A1 (de) * 2013-10-25 2015-05-13 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle mit Sicherheitsventil und Druckausgleichsventil
DE102020111372A1 (de) 2020-04-27 2021-10-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batteriegehäuse mit Ventilvorrichtung, Batterie sowie Kraftfahrzeug
WO2022246840A1 (zh) * 2021-05-28 2022-12-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 端盖组件、电池单体、电池及用电设备
JP2023531129A (ja) * 2021-05-28 2023-07-21 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 エンドキャップアセンブリ、電池単体、電池および電力使用装置

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