JPH08315798A - 密閉型電池 - Google Patents

密閉型電池

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JPH08315798A
JPH08315798A JP7114800A JP11480095A JPH08315798A JP H08315798 A JPH08315798 A JP H08315798A JP 7114800 A JP7114800 A JP 7114800A JP 11480095 A JP11480095 A JP 11480095A JP H08315798 A JPH08315798 A JP H08315798A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池内圧上昇時に電流遮断手段を有する密閉
型電池で、電池内の空きスペースを有効に利用し、電池
容量を減らすことなく、落下等の衝撃に強い構造とす
る。 【構成】 本発明の密閉型電池は、電池内圧の上昇によ
り変形する金属板よりなる安全弁５と、安全弁５の変形
によって作動する電流遮断手段６と、安全弁５の外周フ
ランジ部を保持するリング状ガスケット１５と、安全弁
５が変形した時にリード板７と安全弁凸部９の溶接部分
を切り放すための押さえとなるディスク１７とを有して
いる。ここで、リング状ガスケット１５はビード加工領
域２１内に段付き部１５ｅを有している。また、ディス
ク１７はその外周部をリング状ガスケット１５の段付き
部１５ｅに固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばカメラやビデ
オ、携帯電話等に使用して好適な密閉型電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばリチウム電池、カ−ボンリ
チウム電池等の２次電池がカメラやビデオ、携帯電話等
に広く使用されてきた。
【０００３】この種の電池は、密閉型構成を採るが、こ
のような電池は、電池内に収容されている発電要素が化
学変化を起こして内圧が高くなりガス噴出する場合があ
る。例えば、通常リチウム２次電池のような非水電解電
池が通常以上の電流が流れて過充電状態になると電解液
が分解されてガスが発生する。さらに、このような状態
が続くと電解液や活物質の急速な分解が発生して電池の
温度が上昇しガス噴出してしまうことがある。
【０００４】このような状態を回避する密閉型電池とし
ては、たとえば、特開平２−１１２１５１号公報などに
開示されたものがある。これらの密閉型電池は、図３に
示すように発電要素１が収容される外装缶２の開口端
に、通常正極端子となる蓋体３が、リング状ガスケット
４を介して封止され、この蓋体３内に電池内圧の上昇に
より変形する金属板材より成る安全弁５が設けられ、こ
の安全弁５の変形によって作動する電流遮断手段６が設
けられている。
【０００５】次に、従来の密閉型電池のうち１つの例に
ついて、上述した安全弁５や電流遮断手段６などを含め
た電池の要部について図４を参照しながら説明する。図
４からわかるように、安全弁５は、円板状金属板材より
成り、発電要素１の配置側に向かって膨出する皿状に形
成されると共に、同様に発電要素１の配置側に向かって
膨出する安全弁凸部９がその中央部に設けられている。
そして、この安全弁５の外周フランジ部は、例えば蓋体
３の外周部とＰＴＣ素子１３の外周部と重ねられ、共に
絶縁性のリング状ガスケット４を介して外装缶２の開口
部にかしめつけられて封止される。
【０００６】そして、安全弁５の皿状部の外周部に、円
筒状で絶縁性のディスクホルダー１１が圧入され保持さ
れている。
【０００７】また、これに衝合するように、ディスクホ
ルダー１１内に、ディスク１２が圧入され保持されてい
る。安全弁５の皿状部とディスク１２は、ディスクホル
ダー１１の板部１１ａにより絶縁されている。ディスク
１２の中心部には中心孔１２ｃがあり、ここに、安全弁
５の中心部の安全弁凸部９が挿入され、その先端がディ
スク１２の発電要素１側に臨み、この凸部９の先端に発
電要素１の正極側リード板７が衝合するようになされ
る。そして、この衝合部において凸部９とリード板７が
超音波溶接等によって溶接される。
【０００８】この構成において、なんらかの理由で電池
要素１の収容部でガスが発生し内圧が上昇すると、ディ
スク１２の貫通孔１２ｗを通じて、安全弁５にこの内圧
が加えられ、これが図５で示すように蓋体３側に向かっ
て膨らむ膨出変形が生じる。この時、安全弁凸部９に溶
接されているリード板７が持ち上がろうとするが、リー
ド板７は、ディスク１２の存在によってこれが移動でき
ない。そこで、リード板７は引きちぎられ、または剥離
し、リード板７と安全弁５との電気的接続が絶たれ、ガ
ス発生が停止し、これ以上の電池内圧の上昇が抑制され
る。このようにして電流遮断手段６が構成される。
【０００９】次に、従来の密閉型電池のうち他の例につ
いて、安全弁５や電流遮断手段６などを含めた電池の要
部について図６を参照しながら説明する。図６からわか
るように、絶縁性のディスクホルダー１１の外周部が安
全弁５の外周部の下に重ねられ、さらに、ディスク１２
の外周部がその下に重ねられる。それを、リング状ガス
ケット４を介して、外装缶２により封止されている。電
流遮断手段６は上述したものと同様の構造となってい
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
例示した従来の密閉型電池では、安全弁５とディスク１
２はディスクホルダー１１に圧入することにより保持さ
れており、発電要素１の方向に落下等の衝撃が加わった
場合、図７のようにディスク１２とディスクホルダー１
１が発電要素１の方向へ移動し、リード板７と安全弁凸
部９の溶接部が引きちぎられ、または、剥離し電気的接
続が絶たれるという問題があった。
【００１１】また、図６に例示した従来の密閉型電池で
は、ディスク１２とディスクホルダー１１も、安全弁５
と蓋３とＰＴＣ素子１３と共に、リング状ガスケット４
と外装缶２によりかしめつけられる構造をとっている。
このため、落下等の衝撃に対しては強いが、このスペー
スが必要となり、同体積の電池では、発電要素１の体積
が小さくなり、容量が減るという問題があった。
【００１２】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであり、落下等の衝撃が加わった場合でも電流遮断
を防止することができ、発電要素の体積を従来通り維持
できる密閉型電池を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の密閉型電池は、
電池内圧の上昇により変形する金属板よりなる安全弁
と、安全弁の変形によって作動する電流遮断手段と、安
全弁の外周フランジ部を保持するリング状ガスケット
と、安全弁が変形した時にリード板と安全弁凸部の溶接
部分を切り放すための押さえとなるディスクとを有する
密閉型電池において、リング状ガスケットがビード加工
領域内に段付き部を有し、ディスクがその外周部をリン
グ状ガスケットの段付き部に固定されているものであ
る。
【００１４】
【作用】本発明の密閉型電池によれば、電池内圧の上昇
により変形する金属板よりなる安全弁と、安全弁の変形
によって作動する電流遮断手段と、安全弁の外周フラン
ジ部を保持するリング状ガスケットと、安全弁が変形し
た時にリード板と安全弁凸部の溶接部分を切り放すため
の押さえとなるディスクとを有する密閉型電池におい
て、リング状ガスケットがビード加工領域内に段付き部
を有し、ディスクがその外周部をリング状ガスケットの
段付き部に固定されているので、落下等の衝撃が加わっ
た場合でも、リング状ガスケットの段付き部で、ディス
クホルダーとディスクが発電要素の方向に移動すること
がない。また、発電要素の体積が小さくなり電池容量を
減らすこともない。
【００１５】
【実施例】以下、本発明密閉型電池の一実施例について
図１を参照しながら説明する。図１において、発電要素
１は、例えば、それぞれシート状の正極材と負極材と
が、電解液を染み込ませたセパレータを挟み込んで筒状
に巻回されてなる。そして、その負極側及び正極側にそ
れぞれ例えばリボン状のリード板が導出され、図示しな
いが負極側のリード板は、外装缶２の底面に接続されて
いる。
【００１６】この例においても、電池の発電要素１と、
電池の正極端子となる蓋体３との間に電流遮断機構６を
配置した。すなわち、安全弁５は、円板状金属板材より
成り、例えばプレス成型による円板状金属材が、発電要
素１の配置側に向かって膨出する皿状に形成されると共
に、同様に発電要素１の配置側に向かって膨出する安全
弁凸部９がその中央部に設けられている。そして、この
安全弁５の外周フランジ部は、例えば蓋体３の外周部と
ＰＴＣ素子の外周部が重ねられ、共に絶縁性のリング状
ガスケット１５を介して外装缶２の開口部にかしめつけ
られて封止される。
【００１７】蓋体３にはガス抜け透孔１０があり、外装
缶２内は、安全弁５によって外部と遮断するように封止
され密閉状態を保持されるようになされている。そし
て、安全弁５の皿状膨出部の外周部に、絶縁性のプラス
チック等よりなる皿状のディスクホルダー１６が圧入に
よって嵌めこまれて保持されている。このディスクホル
ダー１６の皿状膨出部の外周部に、皿状のディスク１７
が圧入によって嵌めこまれて保持されている。
【００１８】また、外装缶２のビード加工領域２１の範
囲内において、リング状ガスケット１５に段付き部１５
ｅを設ける。そこに、ディスクホルダー１６の外周部と
ディスク１７の外周部が挟み込まれ、発電要素１の配置
側に移動できないように、固定保持されている。なお、
ビード加工領域とは、図１に示すように、外装缶２のう
ちビード加工が施された領域であり、正確には、円筒状
の外装缶の中心軸に直角で、かつ、ビード加工部のうち
外装缶が内側に曲がり始める上端と下端とをそれぞれ通
る２つの平面を考えたときに、この２つの平面で挟まれ
た空間領域をいう。
【００１９】ディスク１７は、平面性を保持できるある
程度の剛性を有する材料及び厚さが選定された金属板よ
り成り、その中心に中心孔１７ｃがあり、また、中心部
以外に、ガスを通ずることのできる貫通孔１７ｗがディ
スク１７の軸心に対して対称的に複数個開いている。
【００２０】このディスク１７の中心孔１７ｃに、安全
弁５の中心部の安全弁凸部９が挿入され、その先端がデ
ィスク１７の発電要素１側に臨み、この凸部９の先端に
発電要素１の正極側リード板７が衝合するようになされ
る。そして、この衝合部において凸部９とリード板７が
超音波溶接や抵抗溶接等によって溶接される。このよう
にして、発電要素１の正極リード７が安全弁５を介して
蓋体３に電気的に連結される。なお、電池要素１上に
は、絶縁シート１４が配置されている。
【００２１】上述のように、外装缶２のビード加工領域
２１の範囲内において、リング状ガスケット１５に段付
き部１５ｅを設け、そこに、ディスクホルダー１６の外
周部とディスク１７の外周部が挟み込まれ、発電要素１
の配置側に移動できないように、固定保持されているの
で、発電要素１の方向に落下等の衝撃が加わった場合で
も、ディスク１７とディスクホルダー１６が発電要素１
の方向へ移動せず、リード板７と安全弁凸部９の溶接部
が引きちぎられたり、剥離することがないので電気的接
続が絶たれ難いという構造になっている。
【００２２】次に、本発明電池について、落下による電
流遮断を防止することができるか否かについて、その効
果を検討した。まず、図１に示した本発明構造の電池を
５個作製し、１. ５ｍの高さからＰタイル上にパイプを
通して電池の缶底を下にして落下させる落下試験を行っ
た。その 結果は、表１に示すとおりである。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１からわかるように、電池を５０回連続
して落下させても電流遮断は生じなかった。電流遮断の
防止効果が著しいことがわかる。
【００２５】これに対し、図４に示した従来構造の電池
を５個作製し、同様の試験を行った。その結果は表２に
示すとおりである。
【００２６】
【表２】
【００２７】表２からわかるように、落下回数５〜１０
回で電流遮断が生じている。このように従来の電池は、
本発明の電池に比較して電流遮断が生じやすいことがわ
かる。
【００２８】次に、本発明密閉型電池の他の実施例につ
いて図２を参照しながら説明する。図２において、発電
要素１は、例えば、それぞれシート状の正極材と負極材
とが、電解液を染み込ませたセパレータを挟み込んで筒
状に巻回されてなる。そして、その負極側及び正極側に
それぞれ例えばリボン状のリード板が導出され、図示し
ないが負極側のリード板は、外装缶２の底面に接続され
ている。
【００２９】安全弁５は、円板状金属板材より成り、発
電要素１の配置側に向かって膨出する皿状に形成される
と共に、同様に発電要素１の配置側に向かって膨出する
安全弁凸部９がその中央部に設けられている。そして、
この安全弁５の外周フランジ部は、例えば蓋体３の外周
部とＰＴＣ素子の外周部が重ねられ、共に絶縁性のリン
グ状ガスケット１５を介して外装缶２の開口部にかしめ
つけられて封止される。
【００３０】蓋体３にはガス抜け透孔１０があり、外装
缶２内は、安全弁５によって外部と遮断するように封止
され密閉状態を保持されるようになされている。
【００３１】安全弁５の下側には、絶縁性のプラスチッ
ク等よりなる円板状のディスクホルダー１９およびディ
スク２０が重ねて設置されている。また、外装缶２のビ
ード加工領域２１の範囲内において、リング状ガスケッ
ト１８に段付き部１８ｅを設ける。そこに、ディスクホ
ルダー１９の外周部とディスク２０の外周部が挟み込ま
れ、発電要素１の配置側に移動できないように、固定保
持されている。
【００３２】ディスク２０は、平面性を保持できるある
程度の剛性を有する材料及び厚さが選定された金属板よ
り成り、その中心に中心孔２０ｃがあり、また、中心部
以外に、ガスを通ずることのできる貫通孔２０ｗがディ
スク２０の軸心に対して対称的に複数個開いている。
【００３３】このディスク２０の中心孔２０ｃに、安全
弁５の中心部の安全弁凸部９が挿入され、その先端がデ
ィスク２０の発電要素１側に臨み、この凸部９の先端に
発電要素１の正極側リード板７が衝合するようになされ
る。そして、この衝合部において凸部９とリード板７が
超音波溶接や抵抗溶接等によって溶接される。このよう
にして、発電要素１の正極リード７が安全弁５を介して
蓋体３に電気的に連結される。
【００３４】上述のように、外装缶２のビード加工領域
２１の範囲内において、リング状ガスケット１８に段付
き部１８ｅを設け、そこに、ディスクホルダー１９の外
周部とディスク２０の外周部が挟み込まれ、発電要素１
の配置側に移動できないように、固定保持されているの
で、発電要素１の方向に落下等の衝撃が加わった場合で
も、ディスク２０とディスクホルダー１９が発電要素１
の方向へ移動せず、リード板７と安全弁凸部９の溶接部
が引きちぎられたり、剥離することがないので電気的接
続が絶たれ難いという構造になっている。
【００３５】次に、本発明電池について、落下による電
流遮断を防止することができるか否かについて、その効
果を検討した。まず、図２に示した本発明構造の電池を
５個作製し、１. ５ｍの高さからＰタイル上にパイプを
通して電池の缶底を下にして落下させる落下試験を行っ
た。その 結果は、上述の実施例における結果と同様
に、電池を５０回連続して落下させて も電流遮断は生
じなかった。これにより電流遮断の防止効果が著しいこ
とがわか る。
【００３６】なお、本発明は上述の実施例に限らず本発
明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得
ることはもちろんである。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来構造のように落下で、誤って電流遮断手段の電流遮
断が作動し、電気的接続が絶たれるという問題を回避す
ることができる。また、この構造はディスクホルダーと
ディスクの固定を、リング状ガスケットのビード加工領
域を利用しているため同体積の電池で、発電要素の体積
が小さくなり容量を減らすこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明電池の一実施例の要部断面図である。
【図２】本発明電池の他の実施例の要部断面図である。
【図３】従来電池の一部を断面にした側面図である。
【図４】従来電池の正常状態での要部断面図である。
【図５】従来電池において、内圧上昇により電流遮断し
たときの要部断面図である。
【図６】従来電池の要部断面図である。
【図７】従来電池において、落下により電流遮断したと
きの要部断面図である。
【符号の説明】
１ 発電要素 ２ 外装缶 ３ 蓋体 ４ リング状ガスケット（従来電池） ５ 安全弁 ６ 電流遮断手段 ７ リード板（正極） ８ リード板（負極） ９ 安全弁凸部 １０ 透孔 １１ ディスクホルダー（従来電池） １２ ディスク（従来電池） １３ ＰＴＣ素子 １４ 絶縁シート １５ リング状ガスケット（本発明電池１） １６ ディスクホルダー（本発明電池１） １７ ディスク（本発明電池１） １８ リング状ガスケット（本発明電池２） １９ ディスクホルダー（本発明電池２） ２０ ディスク（本発明電池２）

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電池内圧の上昇により変形する金属板よ
    りなる安全弁と、 上記安全弁の変形によって作動する電流遮断手段と、 上記安全弁の外周フランジ部を保持するリング状ガスケ
    ットと、 上記安全弁が変形した時にリード板と安全弁凸部の溶接
    部分を切り放すための押さえとなるディスクとを有する
    密閉型電池において、 上記リング状ガスケットは、ビード加工領域内に段付き
    部を有し、 上記ディスクは、その外周部を上記リング状ガスケット
    の段付き部に固定したことを特徴とした密閉型電池。
JP11480095A 1995-05-12 1995-05-12 密閉型電池 Expired - Lifetime JP3555240B2 (ja)

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CA002175174A CA2175174C (en) 1995-05-12 1996-04-26 Enclosed-type secondary cell
US08/643,878 US5738952A (en) 1995-05-12 1996-05-07 Enclosed-type secondary cell
EP96107294A EP0742599B1 (en) 1995-05-12 1996-05-08 Enclosed-type secondary cell
DE69603656T DE69603656T2 (de) 1995-05-12 1996-05-08 Gasdichte Sekundärzelle
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