JPH08115714A - 防爆形密閉電池 - Google Patents
防爆形密閉電池Info
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- JPH08115714A JPH08115714A JP6275810A JP27581094A JPH08115714A JP H08115714 A JPH08115714 A JP H08115714A JP 6275810 A JP6275810 A JP 6275810A JP 27581094 A JP27581094 A JP 27581094A JP H08115714 A JPH08115714 A JP H08115714A
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- JP
- Japan
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- battery
- explosion
- lead body
- mounting member
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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
- H01M50/342—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
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- 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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- Secondary Cells (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 過充電時や短絡時においても電池の発火や破
裂を防止することができる防爆形密閉電池を提供する。 【構成】 リード体取り付け部材１に薄肉部１ａを該リ
ード体取り付け部材１の厚み方向の両端面より内部側に
設け、該薄肉部１ａに電池内圧の上昇に伴い内圧方向に
変形を生じる防爆弁３の突出部３ａを溶接し、上記リー
ド体取り付け部材１にリード体８を取り付け、通常の状
態では、リード体取り付け部材１と防爆弁３の電気的接
続を確保して電路として機能させ、過充電や短絡などに
より電池内圧が上昇して所定の圧力に達したときは、防
爆弁３が電池内圧を受けて内圧方向に変形し、リード体
取り付け部材１の薄肉部１ａを破断させるか、またはリ
ード体取り付け部材１の薄肉部１ａと防爆弁３の突出部
３ａとの溶接部分５を剥離させて、リード体取り付け部
材１と防爆弁３との電気的接続を消失させ、電流を遮断
させる構成とする。
裂を防止することができる防爆形密閉電池を提供する。 【構成】 リード体取り付け部材１に薄肉部１ａを該リ
ード体取り付け部材１の厚み方向の両端面より内部側に
設け、該薄肉部１ａに電池内圧の上昇に伴い内圧方向に
変形を生じる防爆弁３の突出部３ａを溶接し、上記リー
ド体取り付け部材１にリード体８を取り付け、通常の状
態では、リード体取り付け部材１と防爆弁３の電気的接
続を確保して電路として機能させ、過充電や短絡などに
より電池内圧が上昇して所定の圧力に達したときは、防
爆弁３が電池内圧を受けて内圧方向に変形し、リード体
取り付け部材１の薄肉部１ａを破断させるか、またはリ
ード体取り付け部材１の薄肉部１ａと防爆弁３の突出部
３ａとの溶接部分５を剥離させて、リード体取り付け部
材１と防爆弁３との電気的接続を消失させ、電流を遮断
させる構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、防爆形密閉電池に関
し、さらに詳しくは、過充電時や短絡時においても電流
を遮断させて発火や破裂を防止することができる防爆形
密閉電池に関する。
し、さらに詳しくは、過充電時や短絡時においても電流
を遮断させて発火や破裂を防止することができる防爆形
密閉電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近は、たとえばリチウム電池やリチウ
ム二次電池などの有機溶媒系電解液を用いた密閉電池
が、時計やカメラなどの携帯用機器の電源として広く使
用されている。
ム二次電池などの有機溶媒系電解液を用いた密閉電池
が、時計やカメラなどの携帯用機器の電源として広く使
用されている。
【０００３】ところが、このような有機溶媒系の電解液
を用いた密閉電池は、電池内部の発電要素が化学変化を
起こして、電池内部の圧力が上昇し、高圧下で破裂する
場合がある。
を用いた密閉電池は、電池内部の発電要素が化学変化を
起こして、電池内部の圧力が上昇し、高圧下で破裂する
場合がある。
【０００４】たとえば、リチウム二次電池を過充電状態
にしたり、あるいは短絡状態になって大電流が流れる
と、電解液が分解し、その結果、電池内部にガスが発生
し、その発生したガスによって電池内部の圧力が上昇
し、最後には電池が高圧下で破裂してしまうことがあ
る。
にしたり、あるいは短絡状態になって大電流が流れる
と、電解液が分解し、その結果、電池内部にガスが発生
し、その発生したガスによって電池内部の圧力が上昇
し、最後には電池が高圧下で破裂してしまうことがあ
る。
【０００５】また、リチウム一次電池においても、強制
的に過充電や過放電したり、あるいは他の電池からの強
制放電などによって、電池内部の圧力が上昇し、最後に
は発火にいたるおそれがある。
的に過充電や過放電したり、あるいは他の電池からの強
制放電などによって、電池内部の圧力が上昇し、最後に
は発火にいたるおそれがある。
【０００６】そこで、従来からも、電池内部に発生した
ガスを電池外部へ放出して、電池の高圧下での破裂を防
止する、いわゆる防爆機能を電池に備えさせることが行
われている。
ガスを電池外部へ放出して、電池の高圧下での破裂を防
止する、いわゆる防爆機能を電池に備えさせることが行
われている。
【０００７】たとえば、図８に示すように、封口板を兼
ねるリード体取り付け部材１にガスが通過し得る圧力導
入口１ｂを設け、端子板２にガス排出孔２ａと切刃２ｂ
を設け、リード体取り付け部材１と端子板２との間に可
撓性薄板１６を配設し、電池内部にガスが発生して電池
の内圧が上昇したときに、上記可撓性薄板１６が端子板
２側に膨らんで切刃２ｂに接触して破壊され、それによ
って、電池内部のガスを端子板２のガス排出孔２ａから
電池外部に放出させて、電池の高圧下での破裂を防止す
る、いわゆる防爆機能を電池に備えさせることが行われ
ている（たとえば、実開平２−７１９６６号公報）。
ねるリード体取り付け部材１にガスが通過し得る圧力導
入口１ｂを設け、端子板２にガス排出孔２ａと切刃２ｂ
を設け、リード体取り付け部材１と端子板２との間に可
撓性薄板１６を配設し、電池内部にガスが発生して電池
の内圧が上昇したときに、上記可撓性薄板１６が端子板
２側に膨らんで切刃２ｂに接触して破壊され、それによ
って、電池内部のガスを端子板２のガス排出孔２ａから
電池外部に放出させて、電池の高圧下での破裂を防止す
る、いわゆる防爆機能を電池に備えさせることが行われ
ている（たとえば、実開平２−７１９６６号公報）。
【０００８】また、図９に示すように、電池ケース６の
底部に十字状に薄肉部６ａを設け、電池内部にガスが発
生して、電池の内圧が上昇したときに、該薄肉部６ａが
切裂破壊して、電池内部のガスを電池外部に放出させ、
電池の高圧下での破裂を防止することも行われている
（たとえば、特開昭６３−２８５８５９号公報）。
底部に十字状に薄肉部６ａを設け、電池内部にガスが発
生して、電池の内圧が上昇したときに、該薄肉部６ａが
切裂破壊して、電池内部のガスを電池外部に放出させ、
電池の高圧下での破裂を防止することも行われている
（たとえば、特開昭６３−２８５８５９号公報）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の防爆形密閉電池は、電池内圧の上昇による
高圧下での破裂は防止し得るものの、たとえば過充電状
態になった場合、充電電流が流れ続けるため、電池内部
の電解液や活物質が分解を続け、それによって電池の温
度が上昇すると共に電池内圧も上昇を続け、最後には発
火や破裂に至ってしまうという問題があった。
ような従来の防爆形密閉電池は、電池内圧の上昇による
高圧下での破裂は防止し得るものの、たとえば過充電状
態になった場合、充電電流が流れ続けるため、電池内部
の電解液や活物質が分解を続け、それによって電池の温
度が上昇すると共に電池内圧も上昇を続け、最後には発
火や破裂に至ってしまうという問題があった。
【００１０】したがって、本発明は、上記のような従来
の防爆形密閉電池が持っていた問題点を解決し、過充電
時や短絡時においても電池の発火や破裂を防止すること
ができる安全性の高い防爆形密閉電池を提供することを
目的とする。
の防爆形密閉電池が持っていた問題点を解決し、過充電
時や短絡時においても電池の発火や破裂を防止すること
ができる安全性の高い防爆形密閉電池を提供することを
目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成を、その実施例に対応する図１〜図４を
用いて説明すると、本発明は、リード体取り付け部材１
に薄肉部１ａを該リード体取り付け部材１の厚み方向の
両端面より内部側に設け、該薄肉部１ａに電池内圧の上
昇に伴い内圧方向に変形を生じる防爆弁３の突出部３ａ
を溶接し、上記リード体取り付け部材１にリード体８を
取り付けておくことによって、電池内圧が上昇して所定
の圧力に達したとき、リード体取り付け部材１の厚み方
向の両端面より内部側に設けた薄肉部１ａが、防爆弁３
の内圧方向への変形に伴って生じる剪断力により破壊す
るか、または薄肉部１ａと防爆弁３の突出部３ａとの溶
接部分５が剥離して、電流を遮断するようにして、上記
目的を達成したものである。
の本発明の構成を、その実施例に対応する図１〜図４を
用いて説明すると、本発明は、リード体取り付け部材１
に薄肉部１ａを該リード体取り付け部材１の厚み方向の
両端面より内部側に設け、該薄肉部１ａに電池内圧の上
昇に伴い内圧方向に変形を生じる防爆弁３の突出部３ａ
を溶接し、上記リード体取り付け部材１にリード体８を
取り付けておくことによって、電池内圧が上昇して所定
の圧力に達したとき、リード体取り付け部材１の厚み方
向の両端面より内部側に設けた薄肉部１ａが、防爆弁３
の内圧方向への変形に伴って生じる剪断力により破壊す
るか、または薄肉部１ａと防爆弁３の突出部３ａとの溶
接部分５が剥離して、電流を遮断するようにして、上記
目的を達成したものである。
【００１２】すなわち、通常の状態では、図１に示すよ
うに、リード体８を取り付けたリード体取り付け部材１
と防爆弁３とは、その薄肉部１ａと防爆弁３の突出部３
ａとが溶接により一体化しているため、正極９から端子
板２までの電気的接続は、リード体８、リード体取り付
け部材１、防爆弁３およびそれらの溶接部分５によって
確保されていて、電路として機能するが、過充電あるい
は短絡などによる異常反応により電解液や活物質が分解
して電池内部にガスが発生した場合には、図５に示すよ
うに、その電池内部に発生したガスによって防爆弁３が
内圧方向（内圧が拡散していく方向）に押圧されて変形
することにより、リード体取り付け部材１の薄肉部１ａ
に剪断力を生じさせて該薄肉部１ａを破断させるか、ま
たは図６に示すように、リード体取り付け部材１の薄肉
部１ａと防爆弁３の突出部３ａとの溶接部分５を剥離さ
せる。
うに、リード体８を取り付けたリード体取り付け部材１
と防爆弁３とは、その薄肉部１ａと防爆弁３の突出部３
ａとが溶接により一体化しているため、正極９から端子
板２までの電気的接続は、リード体８、リード体取り付
け部材１、防爆弁３およびそれらの溶接部分５によって
確保されていて、電路として機能するが、過充電あるい
は短絡などによる異常反応により電解液や活物質が分解
して電池内部にガスが発生した場合には、図５に示すよ
うに、その電池内部に発生したガスによって防爆弁３が
内圧方向（内圧が拡散していく方向）に押圧されて変形
することにより、リード体取り付け部材１の薄肉部１ａ
に剪断力を生じさせて該薄肉部１ａを破断させるか、ま
たは図６に示すように、リード体取り付け部材１の薄肉
部１ａと防爆弁３の突出部３ａとの溶接部分５を剥離さ
せる。
【００１３】その結果、過充電時や短絡時の初期段階で
正極９から端子板２までの電気的接続が消失し、電流が
遮断されて反応が停止し、充電電流または短絡電流によ
る電池の温度上昇や内圧上昇が抑えられ、電池の発火や
破裂が防止される。
正極９から端子板２までの電気的接続が消失し、電流が
遮断されて反応が停止し、充電電流または短絡電流によ
る電池の温度上昇や内圧上昇が抑えられ、電池の発火や
破裂が防止される。
【００１４】本発明において、上記薄肉部１ａをリード
体取り付け部材１の厚み方向の両端面より内部側に設け
ているのは、そうする方が、いずれか一方の端面に薄肉
部１ａを設けた場合よりも、薄肉部１ａに作用する引張
り応力を抑制することができ、薄肉部１ａを破断するの
に必要な剪断力をより大きく作用させることができるの
で、電流を遮断する信頼性が向上するからである。
体取り付け部材１の厚み方向の両端面より内部側に設け
ているのは、そうする方が、いずれか一方の端面に薄肉
部１ａを設けた場合よりも、薄肉部１ａに作用する引張
り応力を抑制することができ、薄肉部１ａを破断するの
に必要な剪断力をより大きく作用させることができるの
で、電流を遮断する信頼性が向上するからである。
【００１５】
【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。ただし、本発明は実施例に例示のもののみに限
定されることはない。
明する。ただし、本発明は実施例に例示のもののみに限
定されることはない。
【００１６】図１は本発明の防爆形密閉電池の一実施例
を示す縦断面図である。図２は上記図１に示す防爆形密
閉電池に使用されているリード体取り付け部材を示すも
のであり、図２の（ａ）はその平面図、図２の（ｂ）は
その縦断面図である。図３は上記図１に示す防爆形密閉
電池に使用されている防爆弁を示すものであり、図３の
（ａ）はその平面図、図３の（ｂ）はその縦断面図であ
る。図４はリード体取り付け部材の薄肉部周辺の拡大断
面図である。図５は図１に示す防爆形密閉電池の防爆弁
が電池内圧を受けて内圧方向に変形し、リード体取り付
け部材に設けた薄肉部が破断した時の状態を示す縦断面
図である。図６は図１に示す防爆形密閉電池の防爆弁が
電池内圧を受けて内圧方向に変形し、リード体取り付け
部材の薄肉部と防爆弁の突出部との溶接部分が剥離した
時の状態を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。図２は上記図１に示す防爆形密
閉電池に使用されているリード体取り付け部材を示すも
のであり、図２の（ａ）はその平面図、図２の（ｂ）は
その縦断面図である。図３は上記図１に示す防爆形密閉
電池に使用されている防爆弁を示すものであり、図３の
（ａ）はその平面図、図３の（ｂ）はその縦断面図であ
る。図４はリード体取り付け部材の薄肉部周辺の拡大断
面図である。図５は図１に示す防爆形密閉電池の防爆弁
が電池内圧を受けて内圧方向に変形し、リード体取り付
け部材に設けた薄肉部が破断した時の状態を示す縦断面
図である。図６は図１に示す防爆形密閉電池の防爆弁が
電池内圧を受けて内圧方向に変形し、リード体取り付け
部材の薄肉部と防爆弁の突出部との溶接部分が剥離した
時の状態を示す縦断面図である。
【００１７】まず、図１により、電池の構成部材を概略
的に説明すると、１はリード体取り付け部材、２は端子
板、３は防爆弁、４は絶縁パッキング、５は溶接部分、
６は電池ケース、７は環状ガスケット、８は正極側のリ
ード体、９は正極、１０は負極、１１はセパレータ、１
２は電解液、１３は絶縁体、１４は絶縁体、１５は負極
側のリード体である。
的に説明すると、１はリード体取り付け部材、２は端子
板、３は防爆弁、４は絶縁パッキング、５は溶接部分、
６は電池ケース、７は環状ガスケット、８は正極側のリ
ード体、９は正極、１０は負極、１１はセパレータ、１
２は電解液、１３は絶縁体、１４は絶縁体、１５は負極
側のリード体である。
【００１８】リード体取り付け部材１は、封口板として
の機能を有するものであり、このリード体取り付け部材
１はアルミニウム、チタン、ニッケル、ステンレス鋼な
どからなり、円板状をしていて、図２に示すように、中
央部に薄肉部１ａを厚み方向の両端面より内部側に設
け、かつ上記薄肉部１ａの周囲に防爆弁３に電池内圧を
作用させるための圧力導入口１ｂとして４カ所に孔を設
けている。そして、この薄肉部１ａの上面に防爆弁３の
突出部３ａが溶接され、溶接部分５を構成している。
の機能を有するものであり、このリード体取り付け部材
１はアルミニウム、チタン、ニッケル、ステンレス鋼な
どからなり、円板状をしていて、図２に示すように、中
央部に薄肉部１ａを厚み方向の両端面より内部側に設
け、かつ上記薄肉部１ａの周囲に防爆弁３に電池内圧を
作用させるための圧力導入口１ｂとして４カ所に孔を設
けている。そして、この薄肉部１ａの上面に防爆弁３の
突出部３ａが溶接され、溶接部分５を構成している。
【００１９】なお、上記のリード体取り付け部材１に設
けた薄肉部１ａや防爆弁３の突出部３ａなどは、図面上
での理解がしやすいように、切断面のみを図示してお
り、切断面後方の輪郭線は図示を省略している。また、
リード体取り付け部材１の薄肉部１ａと防爆弁３の突出
部３ａとの溶接部分５も、図面上での理解が容易なよう
に、実際よりは誇張した状態に図示されている。
けた薄肉部１ａや防爆弁３の突出部３ａなどは、図面上
での理解がしやすいように、切断面のみを図示してお
り、切断面後方の輪郭線は図示を省略している。また、
リード体取り付け部材１の薄肉部１ａと防爆弁３の突出
部３ａとの溶接部分５も、図面上での理解が容易なよう
に、実際よりは誇張した状態に図示されている。
【００２０】端子板２は、鉄にニッケルメッキを施した
金属材料、ステンレス鋼あるいはステンレス鋼にニッケ
ルメッキを施した金属材料で形成され、周縁部が鍔状に
なった帽子状をしており、この端子板２にはガス排出孔
２ａが設けられている。
金属材料、ステンレス鋼あるいはステンレス鋼にニッケ
ルメッキを施した金属材料で形成され、周縁部が鍔状に
なった帽子状をしており、この端子板２にはガス排出孔
２ａが設けられている。
【００２１】防爆弁３は、アルミニウム、チタン、ニッ
ケル、ステンレス鋼などの金属材料からなり、円板状を
しており、その中央部には発電要素側（図１では、下
側）に先端部を有する突出部３ａが設けられ、その突出
部３ａの下面が、前記したように、リード体取り付け部
材１の薄肉部１ａの上面に溶接され、溶接部分５を構成
している。
ケル、ステンレス鋼などの金属材料からなり、円板状を
しており、その中央部には発電要素側（図１では、下
側）に先端部を有する突出部３ａが設けられ、その突出
部３ａの下面が、前記したように、リード体取り付け部
材１の薄肉部１ａの上面に溶接され、溶接部分５を構成
している。
【００２２】絶縁パッキング４は、ポリプロピレンなど
の耐電解液性を有する合成樹脂で形成されていて、環状
をしており、リード体取り付け部材１と防爆弁３とを絶
縁するとともに、両者の間から電解液が漏れないように
両者の間隙を封止する。
の耐電解液性を有する合成樹脂で形成されていて、環状
をしており、リード体取り付け部材１と防爆弁３とを絶
縁するとともに、両者の間から電解液が漏れないように
両者の間隙を封止する。
【００２３】電池ケース６は鉄にニッケルメッキを施し
た金属材料、あるいはステンレス鋼などの金属材料で形
成されており、環状ガスケット７はポリプロピレンなど
の耐電解液性を有する合成樹脂で形成されている。リー
ド体８はアルミニウム、チタン、ステンレス鋼などの金
属材料からなり、前記リード体取り付け部材１と正極９
とを接続している。
た金属材料、あるいはステンレス鋼などの金属材料で形
成されており、環状ガスケット７はポリプロピレンなど
の耐電解液性を有する合成樹脂で形成されている。リー
ド体８はアルミニウム、チタン、ステンレス鋼などの金
属材料からなり、前記リード体取り付け部材１と正極９
とを接続している。
【００２４】正極９は、たとえば、ＭｎＯ2 、Ｔｉ
Ｓ2 、ＭｏＳ2 、Ｖ2 Ｏ5 、Ｌｉx ＭｎＯy 、Ｌｉx Ｎ
ｉＯ2 、Ｌｉx ＣｏＯ2 などを活物質とし、これに必要
に応じて、カーボンブラックなどの導電助剤とポリテト
ラフルオロエチレンなどの結着剤などを加えて混合して
調製した正極合剤を成形したものであり、その成形にあ
たってはステンレス鋼製網などが集電作用を兼ねた芯材
として使用されているが、この図１では繁雑化を避ける
ため、ステンレス鋼製網などの芯材は図示していない。
Ｓ2 、ＭｏＳ2 、Ｖ2 Ｏ5 、Ｌｉx ＭｎＯy 、Ｌｉx Ｎ
ｉＯ2 、Ｌｉx ＣｏＯ2 などを活物質とし、これに必要
に応じて、カーボンブラックなどの導電助剤とポリテト
ラフルオロエチレンなどの結着剤などを加えて混合して
調製した正極合剤を成形したものであり、その成形にあ
たってはステンレス鋼製網などが集電作用を兼ねた芯材
として使用されているが、この図１では繁雑化を避ける
ため、ステンレス鋼製網などの芯材は図示していない。
【００２５】負極１０は、たとえば、金属リチウム、リ
チウム合金、リチウムをドープし、かつ脱ドープし得る
カーボンなどを用いて作製されたものであり、この負極
１０の作製にあたってもステンレス鋼製網などが集電作
用を兼ねた支持体として使用されているが、この図１で
は繁雑化を避けるため、ステンレス鋼製網などの支持体
は図示していない。
チウム合金、リチウムをドープし、かつ脱ドープし得る
カーボンなどを用いて作製されたものであり、この負極
１０の作製にあたってもステンレス鋼製網などが集電作
用を兼ねた支持体として使用されているが、この図１で
は繁雑化を避けるため、ステンレス鋼製網などの支持体
は図示していない。
【００２６】セパレータ１１は、ポリプロピレン不織
布、ポリエチレン不織布などの合成繊維不織布からな
り、前記正極９と負極１０はこのセパレータ１１を介し
て重ね合わせられ、渦巻状に巻回して渦巻状電極体とし
て電池ケース６内に収容されている。
布、ポリエチレン不織布などの合成繊維不織布からな
り、前記正極９と負極１０はこのセパレータ１１を介し
て重ね合わせられ、渦巻状に巻回して渦巻状電極体とし
て電池ケース６内に収容されている。
【００２７】電解液１２は、たとえば、プロピレンカー
ボネート、エチレンカーボネート、１，２−ジメトキシ
エタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクト
ン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラ
ン、１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホ
ランなどの有機溶媒の単独または２種以上の混合溶媒
に、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＳｂＦ6 、ＬｉＡ
S Ｆ6 、ＬｉＢＦ4 、Ｌｉ（Ｃ6 Ｈ5 ）4 、ＬｉＣＦ3
ＳＯ3 、ＬｉＣ4 Ｆ9 ＳＯ3 、（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ＮＬ
ｉ、（ＣＦ3 ＳＯ2 ）3 ＣＬｉなどの電解質を溶解させ
たものからなり、電池ケース６内に注入されている。
ボネート、エチレンカーボネート、１，２−ジメトキシ
エタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクト
ン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラ
ン、１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホ
ランなどの有機溶媒の単独または２種以上の混合溶媒
に、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＳｂＦ6 、ＬｉＡ
S Ｆ6 、ＬｉＢＦ4 、Ｌｉ（Ｃ6 Ｈ5 ）4 、ＬｉＣＦ3
ＳＯ3 、ＬｉＣ4 Ｆ9 ＳＯ3 、（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ＮＬ
ｉ、（ＣＦ3 ＳＯ2 ）3 ＣＬｉなどの電解質を溶解させ
たものからなり、電池ケース６内に注入されている。
【００２８】上記電池ケース６の底部にはポリテトラフ
ルオロエチレンシートなどからなる絶縁体１３が設置さ
れ、前記正極９、負極１０およびセパレータ１１からな
る渦巻状電極体や、電解液１２、渦巻状電極体上部の絶
縁体１４などは、この電池ケース６内に収容されてい
る。そして、それらの収容後、電池ケース６の開口端近
傍部分に底部が内方に突出した環状の溝が形成される。
ルオロエチレンシートなどからなる絶縁体１３が設置さ
れ、前記正極９、負極１０およびセパレータ１１からな
る渦巻状電極体や、電解液１２、渦巻状電極体上部の絶
縁体１４などは、この電池ケース６内に収容されてい
る。そして、それらの収容後、電池ケース６の開口端近
傍部分に底部が内方に突出した環状の溝が形成される。
【００２９】そして、上記電池ケース６の開口部に、リ
ード体取り付け部材１、絶縁パッキング４、防爆弁３が
挿入された環状ガスケット７を入れ、さらにその上から
端子板２を挿入し、電池ケース６の溝から先の部分を内
方に締め付けることによって電池ケース６の開口部が封
口されている。
ード体取り付け部材１、絶縁パッキング４、防爆弁３が
挿入された環状ガスケット７を入れ、さらにその上から
端子板２を挿入し、電池ケース６の溝から先の部分を内
方に締め付けることによって電池ケース６の開口部が封
口されている。
【００３０】上記のような電池組立にあたっては、あら
かじめ負極１０と電池ケース６とをニッケル、銅、ステ
ンレス鋼などの金属製のリード体１５で接続し、正極９
とリード体取り付け部材１とを前記のようにアルミニウ
ム、チタン、ステンレス鋼などの金属製のリード体８で
接続しておくのが好ましい。
かじめ負極１０と電池ケース６とをニッケル、銅、ステ
ンレス鋼などの金属製のリード体１５で接続し、正極９
とリード体取り付け部材１とを前記のようにアルミニウ
ム、チタン、ステンレス鋼などの金属製のリード体８で
接続しておくのが好ましい。
【００３１】上記のようにして組み立てられた電池にお
いては、リード体取り付け部材１の薄肉部１ａと防爆弁
３の突出部３ａとが溶接部分５で接触し、防爆弁３の周
縁部と端子板２の周縁部とが接触し、正極９とリード体
取り付け部材１とは正極側のリード体８で接続されてい
るので、正極９と端子板２とはリード体８、リード体取
り付け部材１、防爆弁３およびそれらの溶接部分５によ
って電気的接続が得られ、電路として正常に機能する。
いては、リード体取り付け部材１の薄肉部１ａと防爆弁
３の突出部３ａとが溶接部分５で接触し、防爆弁３の周
縁部と端子板２の周縁部とが接触し、正極９とリード体
取り付け部材１とは正極側のリード体８で接続されてい
るので、正極９と端子板２とはリード体８、リード体取
り付け部材１、防爆弁３およびそれらの溶接部分５によ
って電気的接続が得られ、電路として正常に機能する。
【００３２】そして、電池に異常事態が起こり、電池内
部にガスが発生して電池の内圧が上昇した場合には、そ
の内圧上昇により、図５に示すように、防爆弁３の中央
部が内圧方向（図５では、上側の方向）に変形し、それ
に伴って溶接部分５で一体化されている薄肉部１ａに剪
断力が働いて、該薄肉部１ａが破断するか、または図６
に示すように、防爆弁３の突出部３ａとリード体取り付
け部材１の薄肉部１ａとの溶接部分５が剥離し、それに
よって、正極９と端子板２との電気的接続が消失して、
電流が遮断されるようになる。
部にガスが発生して電池の内圧が上昇した場合には、そ
の内圧上昇により、図５に示すように、防爆弁３の中央
部が内圧方向（図５では、上側の方向）に変形し、それ
に伴って溶接部分５で一体化されている薄肉部１ａに剪
断力が働いて、該薄肉部１ａが破断するか、または図６
に示すように、防爆弁３の突出部３ａとリード体取り付
け部材１の薄肉部１ａとの溶接部分５が剥離し、それに
よって、正極９と端子板２との電気的接続が消失して、
電流が遮断されるようになる。
【００３３】その結果、電池反応が進行しなくなるの
で、過充電時や短絡時でも、充電電流や短絡電流による
電池の温度上昇や内圧上昇がそれ以上進行しなくなっ
て、電池の発火や破裂が防止されるようになる。
で、過充電時や短絡時でも、充電電流や短絡電流による
電池の温度上昇や内圧上昇がそれ以上進行しなくなっ
て、電池の発火や破裂が防止されるようになる。
【００３４】なお、上記防爆弁３には薄肉部３ｂが設け
られており、たとえば、充電が極度に進行して電解液や
活物質などの発電要素が分解し、大量のガスが発生した
場合は、防爆弁３が変形して、防爆弁３の突出部３ａと
リード体取り付け部材１の薄肉部１ａとの溶接部分５が
剥離した後、この防爆弁３に設けた薄肉部３ｂが開裂し
てガスを端子板２のガス排出孔２ａから電池外部に排出
させて電池の破裂を防止することができる。
られており、たとえば、充電が極度に進行して電解液や
活物質などの発電要素が分解し、大量のガスが発生した
場合は、防爆弁３が変形して、防爆弁３の突出部３ａと
リード体取り付け部材１の薄肉部１ａとの溶接部分５が
剥離した後、この防爆弁３に設けた薄肉部３ｂが開裂し
てガスを端子板２のガス排出孔２ａから電池外部に排出
させて電池の破裂を防止することができる。
【００３５】つぎに、図１に示す構造で、正極活物質と
して二酸化マンガン（ＭｎＯ2 ）を用い、負極にリチウ
ムを用い、電解液としてエチレンカーボネートと１，３
−ジオキソランとの体積比１：２の混合溶媒にＬｉＣＦ
3 ＳＯ3 を０．６ｍｏｌ／ｌ溶解させたものを用いた防
爆形密閉電池を作製し、この実施例の電池について、試
験雰囲気２０℃、２．８Ａ定電流充電の条件下で過充電
試験を行ったときの、充電時間と電池電圧、充電電流、
電池温度の関係を図７に示す。なお、この実施例の電池
ではリード体取り付け部材１はアルミニウム製で、その
本体部分の厚みは０．６ｍｍであり、薄肉部１ａの厚み
は０．１ｍｍである。そして、この薄肉部１ａはその下
面がリード体取り付け部材１の下面から０．１ｍｍ内部
に入った位置（図４では、その下面からの距離をｔ２で
表す）に設けており、薄肉部１ａの厚み（図４では、薄
肉部１ａの厚みをｔ１で表している）と同じにしてい
る。
して二酸化マンガン（ＭｎＯ2 ）を用い、負極にリチウ
ムを用い、電解液としてエチレンカーボネートと１，３
−ジオキソランとの体積比１：２の混合溶媒にＬｉＣＦ
3 ＳＯ3 を０．６ｍｏｌ／ｌ溶解させたものを用いた防
爆形密閉電池を作製し、この実施例の電池について、試
験雰囲気２０℃、２．８Ａ定電流充電の条件下で過充電
試験を行ったときの、充電時間と電池電圧、充電電流、
電池温度の関係を図７に示す。なお、この実施例の電池
ではリード体取り付け部材１はアルミニウム製で、その
本体部分の厚みは０．６ｍｍであり、薄肉部１ａの厚み
は０．１ｍｍである。そして、この薄肉部１ａはその下
面がリード体取り付け部材１の下面から０．１ｍｍ内部
に入った位置（図４では、その下面からの距離をｔ２で
表す）に設けており、薄肉部１ａの厚み（図４では、薄
肉部１ａの厚みをｔ１で表している）と同じにしてい
る。
【００３６】図７に示すように、実施例の電池は過充電
状態（電池温度の勾配が立ち上がりはじめた時点）にな
ると、充電電流が遮断されて、電池温度が降下しはじめ
る。これは、過充電状態になると、電池内圧の上昇によ
って防爆弁３が内圧方向に変形し、それによって、薄肉
部１ａが破断したり、あるいは薄肉部１ａと防爆弁３の
突出部３ａとの溶接部分５が剥離して、正極９と端子板
２との電気的接続が消失し、充電電流を遮断するからで
ある。そして、その充電電流の遮断によって、電池の発
火や破裂が防止される。
状態（電池温度の勾配が立ち上がりはじめた時点）にな
ると、充電電流が遮断されて、電池温度が降下しはじめ
る。これは、過充電状態になると、電池内圧の上昇によ
って防爆弁３が内圧方向に変形し、それによって、薄肉
部１ａが破断したり、あるいは薄肉部１ａと防爆弁３の
突出部３ａとの溶接部分５が剥離して、正極９と端子板
２との電気的接続が消失し、充電電流を遮断するからで
ある。そして、その充電電流の遮断によって、電池の発
火や破裂が防止される。
【００３７】これに対して、活物質、電解液の構成を実
施例の電池と同一にして防爆機能を図８に示す構成にし
た従来電池について同様の試験を行ったところ、防爆機
能は作動し電池の破裂は防止されたものの、充電電流が
流れ続けたために発火した。
施例の電池と同一にして防爆機能を図８に示す構成にし
た従来電池について同様の試験を行ったところ、防爆機
能は作動し電池の破裂は防止されたものの、充電電流が
流れ続けたために発火した。
【００３８】また、図１０に示すように、薄肉部１ａを
その下面がリード体取り付け部材１の下面と同一面にな
るように設け、また、図１１に示すように、薄肉部１ａ
をその上面がリード体取り付け部材１の上面と同一面に
なるように設け、それらのリード体取り付け部材１を用
い、それ以外は実施例と同様の電池を作製し、それらの
電池ならびに実施例の電池について、各電池とも１００
個ずつ、前記と同様の条件下で過充電試験を行ったとこ
ろ、実施例の電池は試験に供した１００個の電池のいず
れも防爆機能が正常に作動したが、図１０に示すよう
に、薄肉部１ａをリード体取り付け部材１の下面側に設
けたものでは、試験に供した１００個の電池のうち５５
個しか防爆機能が正常に作動せず、また図１１に示すよ
うに、薄肉部１ａをリード体取り付け部材１の上面側に
設けたものでは、試験に供した１００個の電池のうちの
５０個しか防爆機能が正常に作動しなかった。
その下面がリード体取り付け部材１の下面と同一面にな
るように設け、また、図１１に示すように、薄肉部１ａ
をその上面がリード体取り付け部材１の上面と同一面に
なるように設け、それらのリード体取り付け部材１を用
い、それ以外は実施例と同様の電池を作製し、それらの
電池ならびに実施例の電池について、各電池とも１００
個ずつ、前記と同様の条件下で過充電試験を行ったとこ
ろ、実施例の電池は試験に供した１００個の電池のいず
れも防爆機能が正常に作動したが、図１０に示すよう
に、薄肉部１ａをリード体取り付け部材１の下面側に設
けたものでは、試験に供した１００個の電池のうち５５
個しか防爆機能が正常に作動せず、また図１１に示すよ
うに、薄肉部１ａをリード体取り付け部材１の上面側に
設けたものでは、試験に供した１００個の電池のうちの
５０個しか防爆機能が正常に作動しなかった。
【００３９】上記実施例では、薄肉部１ａをリード体取
り付け部材１の下面から薄肉部１ａの厚みと同じ長さ離
れた位置（図４のｔ２参照）に設けたが、それに限られ
ることなく、薄肉部１ａはリード体取り付け部材１の厚
み方向の両端面より内部側であれば、どの位置に設けて
もよいし、また実施例では薄肉部１ａの周囲のリード体
取り付け部材１の側面形状１ｃをストレートにしたが、
それに限られることなく、たとえば防爆弁３側を逆ハ字
形のテーパ状にし、リード体８側をハ字形のテーパ形状
にしてもよい。
り付け部材１の下面から薄肉部１ａの厚みと同じ長さ離
れた位置（図４のｔ２参照）に設けたが、それに限られ
ることなく、薄肉部１ａはリード体取り付け部材１の厚
み方向の両端面より内部側であれば、どの位置に設けて
もよいし、また実施例では薄肉部１ａの周囲のリード体
取り付け部材１の側面形状１ｃをストレートにしたが、
それに限られることなく、たとえば防爆弁３側を逆ハ字
形のテーパ状にし、リード体８側をハ字形のテーパ形状
にしてもよい。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、リー
ド体取り付け部材１に薄肉部１ａを該リード体取り付け
部材１の厚み方向の両端面より内部側に設け、該薄肉部
１ａに電池内圧の上昇に伴い内圧方向に変形を生じる防
爆弁３の突出部３ａを溶接し、通常の状態では上記溶接
部分５により防爆弁３とリード体取り付け部材１との電
気的接続を確保して電路として機能させ、過充電や短絡
などの異常反応により、電池内圧が上昇して所定の圧力
に達したときは、防爆弁３がその内圧を受けて内圧方向
に変形し，それに伴って、この防爆弁３と溶接部分５と
で一体化している薄肉部１ａに剪断力を働かせて該薄肉
部１ａを破断させるか、または薄肉部１ａと防爆弁３の
突出部３ａとの溶接部分５を剥離させ、電流を遮断する
ことができるようにしておくことによって、過充電時や
短絡時においても発火や破裂を防止することができる安
全性の高い防爆形密閉電池を提供することができた。
ド体取り付け部材１に薄肉部１ａを該リード体取り付け
部材１の厚み方向の両端面より内部側に設け、該薄肉部
１ａに電池内圧の上昇に伴い内圧方向に変形を生じる防
爆弁３の突出部３ａを溶接し、通常の状態では上記溶接
部分５により防爆弁３とリード体取り付け部材１との電
気的接続を確保して電路として機能させ、過充電や短絡
などの異常反応により、電池内圧が上昇して所定の圧力
に達したときは、防爆弁３がその内圧を受けて内圧方向
に変形し，それに伴って、この防爆弁３と溶接部分５と
で一体化している薄肉部１ａに剪断力を働かせて該薄肉
部１ａを破断させるか、または薄肉部１ａと防爆弁３の
突出部３ａとの溶接部分５を剥離させ、電流を遮断する
ことができるようにしておくことによって、過充電時や
短絡時においても発火や破裂を防止することができる安
全性の高い防爆形密閉電池を提供することができた。
【図１】本発明の防爆形密閉電池の一実施例を示す縦断
面図である。
面図である。
【図２】図１に示す防爆形密閉電池に使用されたリード
体取り付け部材を拡大して示すもので、（ａ）はその平
面図、（ｂ）はその縦断面図である。
体取り付け部材を拡大して示すもので、（ａ）はその平
面図、（ｂ）はその縦断面図である。
【図３】図１に示す防爆形密閉電池に使用された防爆弁
を拡大して示すもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は
その縦断面図である。
を拡大して示すもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は
その縦断面図である。
【図４】図１に示す防爆形密閉電池に使用されたリード
体取り付け部材の薄肉部とその周辺を示す拡大断面図で
ある。
体取り付け部材の薄肉部とその周辺を示す拡大断面図で
ある。
【図５】図１に示す電池の防爆弁が電池内圧を受けて内
圧方向に変形し、リード体取り付け部材に設けた薄肉部
が破断した状態を拡大して示す要部縦断面図である。
圧方向に変形し、リード体取り付け部材に設けた薄肉部
が破断した状態を拡大して示す要部縦断面図である。
【図６】図１に示す電池の防爆弁が電池内圧を受けて内
圧方向に変形し、防爆弁の突出部とリード体取り付け部
材の薄肉部との溶接部分が剥離した状態を拡大して示す
要部縦断面図である。
圧方向に変形し、防爆弁の突出部とリード体取り付け部
材の薄肉部との溶接部分が剥離した状態を拡大して示す
要部縦断面図である。
【図７】本発明の実施例の電池の過充電試験を行ったと
きの、充電時間と電池電圧、充電電流、電池温度の関係
を示す図である。
きの、充電時間と電池電圧、充電電流、電池温度の関係
を示す図である。
【図８】従来の防爆形密閉電池の要部縦断面図である。
【図９】従来の防爆形密閉電池に使用されている電池ケ
ースの要部を示す図で、（ａ）はその底面図、（ｂ）は
その縦断面図である。
ースの要部を示す図で、（ａ）はその底面図、（ｂ）は
その縦断面図である。
【図１０】本発明とは構成が異なるリード体取り付け部
材の薄肉部とその周辺を示す拡大断面図である。
材の薄肉部とその周辺を示す拡大断面図である。
【図１１】本発明とは構成が異なるリード体取り付け部
材の薄肉部とその周辺を示す拡大断面図である。
材の薄肉部とその周辺を示す拡大断面図である。
１ リード体取り付け部材 １ａ 薄肉部 １ｂ 圧力導入口 ２ 端子板 ２ａ ガス排出孔 ３ 防爆弁 ３ａ 突出部 ４ 絶縁パッキング ５ 溶接部分 ６ 電池ケース ７ 環状ガスケット ８ リード体 ９ 正極 １０ 負極 １１ セパレータ １２ 電解液
Claims (1)
- 【請求項１】 電池内圧の上昇に伴い内圧方向に変形を
生じる防爆弁３の突出部３ａと、リード体取り付け部材
１に設けた薄肉部１ａとを溶接し、上記リード体取り付
け部材１にリード体８を取り付ける防爆形密閉電池であ
って、上記薄肉部１ａをリード体取り付け部材１の厚み
方向の両端面より内部側に設けたことを特徴とする防爆
形密閉電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27581094A JP3349601B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 防爆形密閉電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27581094A JP3349601B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 防爆形密閉電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08115714A true JPH08115714A (ja) | 1996-05-07 |
| JP3349601B2 JP3349601B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=17560738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27581094A Expired - Fee Related JP3349601B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 防爆形密閉電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3349601B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997023009A1 (en) * | 1995-12-19 | 1997-06-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thin battery |
| JPH103896A (ja) * | 1996-06-14 | 1998-01-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉型電池用防爆封口板 |
| US5958617A (en) * | 1996-12-11 | 1999-09-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thin type battery |
| JP2001307706A (ja) * | 2000-04-26 | 2001-11-02 | Sony Corp | 非水電解液二次電池及びその安全弁 |
| KR100342052B1 (ko) * | 1999-10-27 | 2002-06-27 | 김순택 | 밀폐전지 |
| KR100399343B1 (ko) * | 1999-09-07 | 2003-09-26 | 주식회사 엘지화학 | 전류차단장치가 구비된 리튬이온 전지 |
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-
1994
- 1994-10-14 JP JP27581094A patent/JP3349601B2/ja not_active Expired - Fee Related
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