JPH0836999A - 蓄電池安全装置及びそれを備えた密閉型蓄電池 - Google Patents

蓄電池安全装置及びそれを備えた密閉型蓄電池

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JPH0836999A
JPH0836999A JP6194660A JP19466094A JPH0836999A JP H0836999 A JPH0836999 A JP H0836999A JP 6194660 A JP6194660 A JP 6194660A JP 19466094 A JP19466094 A JP 19466094A JP H0836999 A JPH0836999 A JP H0836999A
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JP
Japan
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storage battery
safety device
charging
pressure sensitive
sensitive means
Prior art date
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Application number
JP6194660A
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English (en)
Inventor
Sumiichi Miura
純市 三浦
Masayuki Wakebe
雅行 分部
Yasuji Sakai
保治 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0836999A publication Critical patent/JPH0836999A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 より高い信頼性を有する蓄電池用安全装置及
びそれを備えた電池を供給する。 【構成】 一端が蓄電池の正極端子に接続され、他端が
蓄電池の電極側の内部端子に接続された充放電用リ−ド
2と、充放電用リ−ド切断手段3と、蓄電池内部圧力の
上昇によって反転変形する圧力感応手段1とを備えてな
り、蓄電池内部圧力の上昇により反転変形した圧力感応
手段1が充放電用リ−ド切断手段3を押圧し、充放電用
リ−ド2を切断することによって蓄電池の充放電回路が
遮断される。これにより、蓄電池内部圧力の異常上昇と
それに起因する蓄電池破損を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蓄電池の内圧上昇によ
って作動する蓄電池用安全装置及びそれを備えた密閉型
蓄電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、家庭用ホームビデオ、携帯用CD
プレーヤーや携帯用電話等の電子機器が普及し、最近で
は、これら電子機器の小型化、高性能化に伴って電源供
給部としての密閉電池も、より小型化、高容量化が図ら
れている。このような小型密閉電池では、何らかの原因
で電池内圧が一端上昇してしまうと、電池が急速に破損
することもありうる。
【0003】例えば、充電時に蓄電池が過充電されたと
きに生じる発熱や、放電時の誤使用によって負荷側が短
絡されたときに生じる短絡電流により、蓄電池内の電解
液が分解あるいは蒸発したり、電極活物質の分解等によ
る異常反応物質などが蓄電池内に充満したりしてしま
い、蓄電池の内圧や温度の異常上昇を引き起こすような
場合である。
【0004】このような蓄電池の異常挙動による発熱や
破損などを防止するため、蓄電池内には前記のような現
象が生じると、蓄電池内の一定圧力を感知して負荷への
回路を遮断する構造が必要とされる。
【0005】従来の蓄電池用安全装置を図5に示す。図
5において、41は外装缶、42はガスケット、43は
弁孔、44は蓋板、47は弾性弁体、45は弾性弁体4
7の凹部、46は弾性弁体47の薄肉部、48はガス抜
き穴、49は皿状端子板、50は切断刃である。
【0006】同図において、圧力開放用の安全装置は、
負極端子を兼用する外装ケースの上部に設けられてい
る。この安全装置は、絶縁性のガスケット上面に取り付
けられており、中心部に弁孔43を設けた蓋板44と、
凹部45が形成された円筒状の弾性弁体であって、その
底面が薄肉部46である弾性弁体47と、この弾性弁体
上部を覆うように取り付けられ、ガス抜き穴48が形成
された皿状端子板49とからなり、前記弾性弁体47の
凹部45には前記薄肉部46の方向に突出する切断刃5
0が形成されたものである。ケースの内圧が高まると、
弾性弁体47の薄肉部46が切断刃方向に伸張し、薄肉
部46が切断刃50に突き当たる。さらに内圧が高まる
と、薄肉部が切断刃によって破断され、皿状端子板49
に設けられたガス抜き穴48をへて大気中にガスが放出
され、もって電池の内圧上昇による破裂が防止される。
【0007】この安全装置では、安全弁、つまり弾性弁
体が壊裂することにより、蓄電池の内圧上昇が抑えられ
る。しかしながら、充電電流や放電電流は内圧に関係な
く流れ続けるため、さらに蓄電池内の電解液や活物質の
分解が促進されるとともに温度上昇が持続する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の蓄電池用安全装
置における上記のような問題を解決するため、電池内圧
が所定の値に達したとき、安全弁の変形によって電流を
遮断するよう構成された蓄電池用安全装置が特公平2-28
8063号に開示されている(図6参照)。
【0009】図6において、63はガスケット、62は
内圧の上昇にともなって内圧方向に変形を生じる防爆
弁、64は防爆弁62の下部に接触するよう取り付けら
れたリード遮断用ストリッパー、65は閉塞蓋体、66
は発電要素、67は絶縁板、68はリード遮断用ストリ
ッパー64の下部に取り付けられ、発電要素66の正極
側内部端子(図示せず)と正極端子65に接続する防爆
弁62とに接続されたリード板、71は、板状発電要素
を巻回すのに用いる巻芯、75は防爆弁に設けられた薄
肉部である。リード遮断用ストリッパー64には、リー
ド板68と防爆弁62とを接続するための接続孔が形成
されており、この接続孔を通してリード板68と防爆弁
62とが溶接によって接続されている。
【0010】この蓄電池安全装置では、所定の内圧に達
したとき、防爆弁の変形によって防爆弁とリード板との
接続部分の接触が断たれ、電流が遮断される。
【0011】しかしながら、充電電流を遮断する際にリ
ード板と防爆弁との接触が、何らかの原因で断たれなか
った場合には、結局、電池の破損に至ってしまうことが
考えられ、高容量化された小型蓄電池の信頼性が著しく
向上したとは必ずしもいえない。それゆえに、より高い
信頼性を有する蓄電池用安全装置及びそれを備えた密閉
型蓄電池の出現が望まれる。
【0012】
【課題を解決すための手段】そこで、本発明では、一端
が蓄電池内部の電極に接続され、他端が蓄電池の正極端
子に接続された充放電用リ−ドと、充放電用リ−ド切断
手段と、蓄電池内部方向にへ凹設された圧力感応手段と
を備えてなり、蓄電池内部圧力の上昇に伴って圧力感応
手段が蓄電池外部側へ反転変形し充放電用リ−ド切断手
段を押圧して充放電用リ−ドを切断するとともに、いっ
たん変形した圧力感応手段は復元することなく、かつ切
断された充放電用リ−ドは再導通しないよう構成された
ことを特徴とする蓄電池用安全装置及びそれを備えた密
閉型蓄電池により上記課題を解決するものである。
【0013】
【作用】本発明になる蓄電池用安全装置では、過充電又
は外部短絡などの原因で蓄電池の内圧が上昇すれば、蓄
電池内部方向にへ凹設された圧力感応手段が蓄電池外部
側へ反転変形し、充放電用リ−ド切断手段を押圧して充
放電用リ−ドを切断する。この圧力感応手段はいったん
変形した後は、例え蓄電池内部圧力が低下しても復元す
ることが無いよう構成されているとともに、切断された
充放電用リ−ドも再導通しないよう構成されているの
で、もはや電流が流れることはない。
【0014】充放電用リ−ド切断手段の切断刃の刃先角
度を45度以下とすることにより、充放電用リ−ドを容
易に切断することができる。また、蓄電池内部方向にへ
凹設された圧力感応手段のテーパー角度としては、圧力
感応性の関係より60度以下とすることが好ましい。
【0015】上記のような蓄電池用安全装置を備えた密
閉型蓄電池とすることにより、より高い信頼性を有する
密閉型蓄電池を提供することができる。なお、圧力感応
手段を電池ケ−ス蓋板に押さえ板を介してレ−ザ−溶接
によって取り付けられたり、正極端子を蓄電池用安全装
置と一体化したりすることにより、一層、信頼性の高い
密閉型蓄電池を提供することができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明になる蓄電池用安全装置及びそ
れを備えた蓄電池について、その実施例を示す図面に基
づいて具体的に説明する。
【0017】図1は、本発明になる蓄電池用安全装置を
備えた蓄電池の要部断面図であり、図2は、本発明にな
る蓄電池用安全装置を備えた蓄電池の要部拡大上面図で
あり、図3は、図1に示した蓄電池用安全装置の要部拡
大平面断面図である。
【0018】これらの図において、13は負極端子を兼
ねる外装ケ−ス、12は外装ケ−ス蓋板、14は電極要
素、9はリベットである。10は第1のパッキン、11
は第2のパッキン、15は電極要素に接続された集電ワ
ッシャであり、これらはリベット9よって外装ケ−ス蓋
板12に固定される。4は正極端子、5は電極側内部端
子、2は、1端が正極端子4に接続され、他端が電極側
内部端子5に接続された充放電用リ−ドである。3は充
放電用リ−ド切断手段、6は正極端子4及び電極側内部
端子5を固定する端子保持体である。 1は電極要素1
4と外装ケ−ス蓋板12との空間に配された圧力感応手
段であり、外装ケ−ス蓋板12にレ−ザ−溶接によって
密閉取り付けされている。圧力感応手段1は、蓄電池内
部方向(図1の電極要素14方向、図3では下方)へ凹
設されている。この圧力感応手段は、蓄電池の内圧上昇
により蓄電池外部側(図1では充放電リード2方向、図
4では上方)へ反転変形するよう構成されている。尚、
7は、圧力感応手段1を外装ケ−ス蓋板に密閉取り付け
するためのレ−ザ−溶接用押え板である。8は端子保持
体6を固定する端子保持体押え板である。
【0019】圧力感応手段1の形状は、図4に示すよう
に、蓄電池内部方向(図面下方)にに窪ませた形にする
ことができる。この場合、凹部を形成するテ−パ−角A
を、水平面(図4中、破線で示す)を基準として60度
以上にすると、応力集中点が下方になり反転作用が得ら
れなくなる。これを60度未満にすることにより、応力
集中点が圧力感応手段の上方になり、所定以上の蓄電池
内圧になると蓄電池外部方向(図4中の上方)に反転変
形する。反転変形した後はそのたわみ量を維持し、バッ
クリングを生じない。尚、圧力感応手段の底部は、図4
bに示すような形状にしても良い。
【0020】この実施例では充放電用リ−ド切断手段3
は圧力感応手段1に一体に取り付けられているが、圧力
感応手段1の変形により充放電用リ−ド切断手段3が押
圧されて充放電用リ−ドが切断されるという作用が発揮
されれば、必ずしも一体である必要はない。
【0021】圧力感応手段1は外装ケ−ス蓋板12にレ
−ザ−溶接されることにより、電池内部の気密を完全に
保つことができ、よってガスや電解液の洩れを防ぎ、圧
力感応手段1を確実に作動させることができる。
【0022】リ−ド切断手段3の切断刃の刃先角度が、
45度以上になると充放電用リ−ドを切断するとき、リ
−ド切断手段とリ−ドとの接触面積が大きくなり、リ−
ドを切断するための押圧力が高くなり切断が困難となっ
てしまう。従って、切断刃の刃先角度は45度以下とす
ることが望ましい。
【0023】本発明にかかる密閉型蓄電池は、図1に示
すように電極要素が外装ケ−ス中に配されており、圧力
感応手段1の上部に充放電用リ−ド2を接続した正極端
子4及び電極側内部端子5を保持した端子保持体6を外
装ケ−ス蓋板12に端子保持体押さえ板8で固定させて
いる。切断手段3は、充放電用リ−ド下部にクリアラン
スを設けて圧力感応手段の平坦部に一体に配されてい
る。
【0024】本発明になる蓄電池用安全装置を備えた密
閉型蓄電池において、過充電又は外部短絡などの原因で
蓄電池の内圧が上昇し始めると、外装ケ−ス蓋板に組み
込まれた蓄電池用安全装置の圧力感応手段が、上昇した
圧力によって反転し、この変形によって切断手段が押圧
され、切断手段の刃先が充放電用リ−ドに押し当てら
れ、もって充放電用リ−ドを切断して電流を遮断する。
また切断した後、常圧に戻っても圧力感応手段は、バッ
クリングすることないので、切断手段の刃先は切断した
充放電用リ−ドの間に入った状態が保たれ、再度電流が
導通することはない。
【0025】
【発明の効果】本発明にかかる蓄電池用安全装置は、一
端が蓄電池内部の電極に接続され、他端が蓄電池の正極
端子に接続された充放電用リ−ドと、充放電用リ−ド切
断手段と、蓄電池内部方向にへ凹設された圧力感応手段
とを備えてなり、蓄電池内部圧力の上昇に伴って圧力感
応手段が蓄電池外部側へ反転変形し充放電用リ−ド切断
手段を押圧して充放電用リ−ドを切断するとともに、い
ったん変形した圧力感応手段は復元することなく、かつ
切断された充放電用リ−ドは再導通しないよう構成され
たことを特徴とするものである。これを備えた密閉型蓄
電池によれば、確実に充放電用リ−ドを切断することが
できるので、負荷へ電流遮断を完全に行うことができ
る。
【0026】本発明は、円筒形、角型などの形状を問わ
ず、鉛蓄電池、アルカリ蓄電池、非水電解液蓄電池等あ
らゆる密閉式蓄電池に用いることができ、本発明の工業
的価値はきわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明になる蓄電池用安全装置を備えた蓄電
池の要部断面図である。
【図2】 本発明になる蓄電池用安全装置を備えた蓄電
池の要部上面図である。
【図3】 図1に示した蓄電池用安全装置の要部拡大平
面断面図である。
【図4】 本発明になる蓄電池用安全装置の圧力感応手
段の形状を示す説明図である。
【図5】 従来の蓄電池用安全装置の一例を示す要部断
面図である。
【図6】 従来の蓄電池用安全装置の一例を示す要部断
面図である。
【符号の説明】
1 圧力感応手段 2 充放電用リ−ド 3 リ−ド切断手段 4 正極端子 5 電極側内部端子 6 端子保持体 9 リベット 12 外装ケ−ス蓋板 13 外装ケ−ス 14 電極要素 15 集電ワッシャ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一端が蓄電池内部の電極に接続され、他端
    が蓄電池の正極端子に接続された充放電用リ−ドと、充
    放電用リ−ド切断手段と、蓄電池内部方向にへ凹設され
    た圧力感応手段とを備えてなり、 蓄電池内部圧力の上昇に伴って圧力感応手段が蓄電池外
    部側へ反転変形し充放電用リ−ド切断手段を押圧して充
    放電用リ−ドを切断するとともに、いったん変形した圧
    力感応手段は復元することなく、かつ切断された充放電
    用リ−ドは再導通しないよう構成されたことを特徴とす
    る蓄電池用安全装置。
  2. 【請求項2】 充放電用リ−ド切断手段の切断刃の刃先
    角度が45度以下である請求項1記載の蓄電池用安全装
    置。
  3. 【請求項3】 充放電用リ−ド切断手段と圧力感応手段
    とが一体に形成されていることを特徴とする請求項1も
    しくは2記載の蓄電池用安全装置。
  4. 【請求項4】 蓄電池内部方向へ凹設された圧力感応手
    段のテーパー角度が60度以下である請求項1、2もし
    くは3記載の蓄電池用安全装置。
  5. 【請求項5】 請求項1、2、3もしくは4記載の蓄電
    池用安全装置を備えた密閉型蓄電池。
  6. 【請求項6】 圧力感応手段が電池ケ−ス蓋板に押さえ
    板を介してレ−ザ−溶接によって取り付けられた請求項
    4記載の密閉型蓄電池。
  7. 【請求項7】 正極端子が蓄電池用安全装置と一体化し
    た請求項5もしくは6記載の密閉型蓄電池。
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Cited By (2)

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EP0959508A1 (en) * 1998-05-22 1999-11-24 Texas Instruments Incorporated Current interrupt apparatus particularly adapted for use with prismatic electrochemical cells

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