JPH09270249A - 電池構造体 - Google Patents

電池構造体

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JPH09270249A
JPH09270249A JP8197362A JP19736296A JPH09270249A JP H09270249 A JPH09270249 A JP H09270249A JP 8197362 A JP8197362 A JP 8197362A JP 19736296 A JP19736296 A JP 19736296A JP H09270249 A JPH09270249 A JP H09270249A
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battery
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casing
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Jae-Ho Jeong
在 浩 鄭
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Daiu Denshi Kk
WiniaDaewoo Co Ltd
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Daiu Denshi Kk
Daewoo Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 上部キャップ、防爆板及び密封膜で構成され
たリチウム電池用の防爆構造を提供する。 【解決手段】 上記上部キャップは円形の平坦部と中央
から突出した突出部とからなり、上記突出部の側壁には
V字状に切開され内側に折り曲げられた複数の切断ブレ
ードが形成されている。上記防爆板は上記切断ブレード
に接触しない範囲で近く位置し、その周縁は固定され電
池の内部圧力が上昇すれば上方に膨らむように設置され
る。上記密封膜は上記防爆板の下部面にコーティングさ
れ、融着して電池の気密性を保持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はリチウム電池用の防
爆構造に関し、より詳しくは電池内の圧力上昇の際に低
圧で破裂するように構成されたリチウム電池用の防爆構
造に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、陰極物質としてリチウムまたはリ
チウム合金を利用したリチウム電池が開発され、様々な
電子装置に使用されている。しかし、金属リチウムの高
い反応性のため、電池内に存在する水分や活性不純物等
によって電池の温度及び圧力が上昇する可能性がある。
【0003】また、最近の現象によれば、リチウム電池
が1次電池であるにも拘らず、外部電源によって電池を
充電または強制放電するなどの誤使用が増えつつある。
多発する強制放電の一例としては、使い切ったもの、あ
るいは放電容量がゼロになったか又は小さくなった一個
以上の使いかけの電池を、放電容量の大きい一個以上の
新たな電池と接触させる場合がある。この場合、放電容
量のゼロになった電池が強制放電されれば、該電池には
他の新たな電池より供給される電流によって負の電圧が
加わる。
【0004】リチウム電池に生じたこのようなエラーに
よって、電池には内部短絡回路のため多量の熱が発生
し、場合によっては電池が爆発することもある。更に、
リチウム電池が比較的高電流を要するところに使用され
た場合は、電池に多量の熱が発生して、電池中央部の温
度はさらに高くなり、また陽極と陰極との間の絶縁層が
溶融される。これによって、電池には内部短絡回路が形
成され、該内部短絡回路を介して多量の電流が流れ追加
的に熱が発生する。結局、リチウム及びリチウム合金が
溶融され、電池は燃焼又は爆発する。
【0005】図1は、このような電池の爆発を防止する
ための、従来の防爆構造を示す。同図における従来の防
爆構造は陽極端子3を備えた上部キャップ1と、陽極端
子3と向かい合うように設置され、その中央部にホール
2aを有する密封板2と、上部キャップ1と密封板2と
の間に設置された防爆板4とを含む。上部キャップ1の
中央部には通孔3a及び切断ブレード3bが形成されて
いる。電池の内部圧力の上昇時、上方に膨らむ防爆板4
が切断ブレード3bによって破裂し、通孔3aを介して
内部のガスが排出される。従って、電池の内部圧力が低
下し、電池の爆発が防げる。
【0006】しかしながら、従来のリチウム電池用の防
爆構造においては、切断ブレード3bが防爆板4よりや
や離れているため、防爆板4の破裂が遅れ比較的高い内
部圧力状態で防爆板4が破裂する。また、電池の密封状
態が完璧でないか、あるいは電池内部の温度が急上昇し
た場合、防爆板4の破裂遅延または非破裂によって、電
池が爆発しやすい。
【0007】さらに、通孔3aが上部キャップ1の中央
部にのみ形成されているため、電池の内部で発生したガ
ス及び火炎が分散せず放出され、長距離まで及んでしま
うという問題点もあった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
従来技術の問題点を解決するためになされたものであ
り、本発明の目的は、電池内の圧力上昇の際に、素早く
破裂する安定性に優れたリチウム電池用の防爆構造を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明による防爆構造は、底部と、その上部に狭部と
を有する円筒状の陰極ケーシングと;円形の平坦部と、
この平坦部の中央部から上部に突出して上記平坦部と同
軸的に形成された円筒状の突出部とからなり、上記突出
部の側壁からV字状に切開され内側に折れ曲がった多数
の切断ブレードと、上記切開及び折曲によって形成され
た多数の通孔を有し、上記ケーシングの上記狭部と内側
に曲がった上部エッジとの間に上記突出部が外部に向か
うように固定された帽子状の陽極上部キャップと;電池
の内部圧力の上昇によって上方に膨張するように固定さ
れた外部周縁を有し、上記上部キャップの下方に設けら
れた円形ディスク状の金属材の防爆板と;上記ケーシン
グの内面と融着して上記ケーシングを気密状態に保持す
るための、上記防爆板の下部面にコーティングされた密
封膜と;で構成される。
【0010】上記切断ブレードは上記突出部の上記側壁
から上記平坦部までV字状に切開されて形成することが
できる。望ましくは、上記切断ブレードは上記突出部の
上記側壁から上記平坦部と上記突出部との境を経てその
境界線から上記平坦部の外部エッジまでの約1/3の地
点まで切開して形成される。
【0011】なお、上記切断ブレードは上記突出部の側
壁をV字状に切開して形成することができる。上記密封
膜は、例えば、ポリエチレン膜で、望ましくは10〜3
0μmの厚さを有する。望ましくは、上記防爆板は20
〜30μmの厚さを有する。なお、上記切断ブレードは
向かい合う2つの切断ブレードでもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図2乃至図4に基づいて、
本発明の防爆構造の望ましい実施例について詳述する。
図2は、上部キャップ10の一実施例を示す。上部キャ
ップ10はプレス加工によって帽子状に形成される。上
部キャップ10は円形の平坦部12とこの平坦部12の
中央部から上部に突出して平坦部12と同軸的に形成さ
れた突出部14とからなる。突出部14は円筒状であ
り、望ましくは、その側壁16に向かい合った2つのV
字状の切断ブレード18を有する。この切断ブレード1
8は上部キャップ10の内側に斜めに突出する。切断ブ
レード18は上部キャップ10をV字状に切開して上部
キャップ10の内側に折り曲げることによって形成され
る。上部キャップ10に2つの切断ブレード18が形成
されることで、2つの通孔18aが形成される。本実施
例において、切断ブレード18を形成するために、上部
キャップ10は突出部14の側壁16から平坦部12ま
でV字状に切開すればよく、また、突出部14の側壁1
6から平坦部12と突出部14との境を経て平坦部12
の外部エッジまでの1/3の地点まで切開すれば、より
望ましい。
【0013】図3において、20は内部に電極体(図示
せず)の装着された底部(図示せず)を有する円筒状の
ケーシングである。ケーシング20はその上部に狭部2
0aを有する。金属材の防爆板22は円形のディスク状
であり、その下部面には合成樹脂膜24がコーティング
されている。合成樹脂膜24はポリエチレンからなるの
がよい。また、上記防爆板22は20乃至30μmの厚
さを、ポリエチレン材の合成樹脂膜24は10乃至30
μmの厚さをそれぞれ有するのが望ましい。リングプレ
ート26はホール26aによって開放された中央部を有
する円形のディスク状であり、バッファーの役割を果た
すためにプラスチックで作製される。リングプレート2
6はカバー28内で防爆板22のコーティングされてい
ない上部面上に載置され、リングプレート26の外部周
縁はカバー28によってクランプされる。カバー28は
中空の円筒状であり、その中央部にホール28aを有す
るように、カバー28の上部及び下部のエッジは内側に
折れ曲がっている。防爆板22及びリングプレート26
はカバー28内に嵌合され、カバー28の折れ曲がった
上部及び下部エッジによってクランプされる。
【0014】合成樹脂膜24は約200℃でカバー28
の内面に融着され、ケーシング20を密封し、これによ
って電池内の上昇した圧力はカバー28と防爆板22と
の隙間を通して漏れることなく、防爆板22に直接作用
して低圧で防爆板22が破裂するようにする。PTC素
子30は、温度上昇に応じて電気抵抗が上昇する特性を
有するように金属で作製され、本実施例では80℃以上
で非常に高い抵抗値を有するように提供される。リチウ
ム電池の内部温度が80℃を超えれば、PTC素子30
は抵抗値が急激に上昇して電池の内部回路を開放させる
絶縁体として作用する。PTC素子30は中央部にホー
ル30aを有する円形のディスク状である。リチウム電
池内でPTC素子30はカバー28上に載置される。
【0015】PTC素子30上には、図2に示す上部キ
ャップ10が載置される。順に載置されたリングプレー
ト26と防爆板22とを含むカバー28、PTC素子3
0、及び上部キャップ10は、ガスケット32を介在し
てケーシング10の狭部20aと半径方向に沿って内部
に折り曲げられた上部エッジ部20bとの間にクランプ
される。
【0016】かかる構成の電池において、電池の内部圧
力が上昇すれば、防爆板22は上方に膨張する。この
際、合成樹脂膜24はカバー28に融着しており、電池
は密封状態を保持するため、防爆板22は電池の内部圧
力に敏感に反応する。防爆板22がさらに膨張すれば、
切断ブレード18と接触し破裂して(図4参照)、電池
内のガスが通孔18aを通して外部に排出され、これに
よって電池の爆発が防げる。
【0017】図5は、本発明の上部キャップの他の実施
例を10′として示す。本実施例において、切断ブレー
ド18′の形成のために、突出部14の側壁16はV字
状に切開され、この際、切開部の先端は平坦部12と突
出部14との境を超えない。
【0018】
【発明の効果】本発明の防爆構造においては、切断ブレ
ード18が防爆板22に近く位置し、また、合成樹脂膜
24によって電池内の気密状態が確実に保持されるた
め、防爆板22の破裂が遅延することなく、低い内部圧
力で防爆板22が破裂するので、電池の爆発が確実に防
げる。
【0019】また、通孔18aが上部キャップ10の側
壁16に多数形成されるため、電池内部で発生したガス
及び火炎が分散的に放出され安定性が向上する。以上、
本発明を望ましい実施例に基づいて具体的に説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内で変更及び改良が可能なことは
勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のリチウム電池の上部構造を示す部分縦断
面図である。
【図2】本発明によるリチウム電池用防爆構造の上部キ
ャップの一例を示す斜視図である。
【図3】本発明によるリチウム電池用の防爆構造を示す
部分縦断面図である。
【図4】防爆板の破裂後における、図3の防爆構造を示
す部分縦断面図である。
【図5】本発明によるリチウム電池用防爆構造の上部キ
ャップの他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
10 上部キャップ 12 平坦部 14 突出部 16 (突出部の)側壁 18、18′ 切断ブレード 18a 通孔 20 ケーシング 22 防爆板 24 合成樹脂膜 26 リングプレート 26a ホール 28 カバー 28a ホール 30 PTC素子

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 底部と、その上部に狭部とを有する円筒
    状の陰極ケーシングと;円形の平坦部と、この平坦部の
    中央部から上部に突出して上記平坦部と同軸的に形成さ
    れた円筒状の突出部とからなり、上記突出部の側壁から
    V字状に切開され内側に折り曲げられた多数の切断ブレ
    ードと、上記切開及び折曲によって形成された多数の通
    孔を有し、上記ケーシングの上記狭部と折り曲げられた
    上部エッジとの間で上記突出部が外部に向かうように固
    定された帽子状の陽極上部キャップと;電池内部の圧力
    上昇によって上方に膨張するように固定された外部周縁
    を有し、上記上部キャップの下方に設置された円形のデ
    ィスク状で金属材の防爆板と;上記ケーシングの内面と
    融着して上記ケーシングを気密状態に保持するための、
    上記防爆板の下部面にコーティングされた密封膜と;で
    構成されていることを特徴とする電池構造体。
  2. 【請求項2】 上記切断ブレードは、上記突出部の上記
    側壁から上記平坦部までV字状に切開されて形成される
    ことを特徴とする請求項1記載の電池構造体。
  3. 【請求項3】 上記切断ブレードは、上記突出部の上記
    側壁から上記平坦部と上記突出部の境を経て上記平坦部
    の外部エッジに向かって約1/3の地点まで切開されて
    形成されることを特徴とする請求項2記載の電池構造
    体。
  4. 【請求項4】 上記切断ブレードは、上記突出部の上記
    側壁をV字状に切開されて形成されることを特徴とする
    請求項1記載の電池構造体。
  5. 【請求項5】 上記密封膜はポリエチレン膜であること
    を特徴とする請求項1記載の電池構造体。
  6. 【請求項6】 上記密封膜は10〜30μmの厚さを有
    することを特徴とする請求項5記載の電池構造体。
  7. 【請求項7】 上記防爆板は20〜30μmの厚さを有
    することを特徴とする請求項6記載の電池構造体。
  8. 【請求項8】 上記切断ブレードは向かい合う2つであ
    ることを特徴とする請求項1記載の電池構造体。
  9. 【請求項9】 底部と、その上部に狭部とを有する円筒
    状の陰極ケーシングと;円形の平坦部と、この平坦部の
    中央部から上部に突出して上記平坦部と同軸的に形成さ
    れた円筒状の突出部とからなり、上記突出部の側壁から
    V字状に切開され内側に折り曲げられた多数の切断ブレ
    ードと、上記切開及び折曲によって形成された多数の通
    孔を有し、上記ケーシングの上記狭部と折り曲げられた
    上部エッジとの間で上記突出部が外部に向かうように固
    定された帽子状の陽極上部キャップと;電池内部の圧力
    上昇によって上方に膨張するように固定された外部周縁
    を有し、上記上部キャップの下方に設置された円形のデ
    ィスク状で金属材の防爆板と;上記ケーシングの内面と
    融着して上記ケーシングを気密状態に保持するための、
    上記防爆板の下部面にコーティングされた密封膜と;で
    構成され、 上記切断ブレードは、上記突出部の上記側壁から上記平
    坦部と上記突出部の境を経て上記平坦部の外部エッジに
    向かって約1/3の地点までV字状に切開されて形成さ
    れ、 上記密封膜は10〜30μmの厚さを有するポリエチレ
    ン膜であり、 上記防爆板は20〜30μmの厚さを有し、 上記切断ブレードは向かい合う2つであることを特徴と
    する電池構造体。
JP8197362A 1996-03-30 1996-07-26 電池構造体 Pending JPH09270249A (ja)

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JP (1) JPH09270249A (ja)
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