JPH0935700A - アルカリ電池 - Google Patents

アルカリ電池

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JPH0935700A
JPH0935700A JP7182824A JP18282495A JPH0935700A JP H0935700 A JPH0935700 A JP H0935700A JP 7182824 A JP7182824 A JP 7182824A JP 18282495 A JP18282495 A JP 18282495A JP H0935700 A JPH0935700 A JP H0935700A
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JP
Japan
Prior art keywords
sealing body
positive electrode
negative electrode
battery
case
Prior art date
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Pending
Application number
JP7182824A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Okubo
威 大窪
Hirofumi Iwaki
浩文 岩城
Ichiro Matsuhisa
一朗 松久
Masanobu Abe
昌伸 阿部
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH0935700A publication Critical patent/JPH0935700A/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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  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池内圧が上昇した場合に、安定して作動す
る防爆機構を備えたアルカリ電池を提供することを目的
とする。 【構成】 正極ケース、前記正極ケース開口部の内壁に
前記正極ケースの開口方向に伸びた円筒形周縁部を嵌合
された封口体、前記封口体中央部の透孔に挿入された負
極集電体、および前記正極ケース開口部側から前記封口
体の円筒形周縁部の内壁に嵌合された負極端子板を具備
し、かつ前記封口体が、前記負極端子板および前記正極
ケースに挟まれて固定されて前記正極ケース内部を密封
しており、前記電池ケースの内部圧力が上昇すると、前
記負極端子板嵌合部がはずれることにより、前記正極ケ
ース内部を開放する手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ電池に関
し、特に、電池内圧が異常に高まったときに電池内部の
ガスを安全に放出する防爆機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、アルカリ電池は誤使用等により
過充電、過放電された場合に、激しくガスが発生し、電
池内圧が上昇する。そのため、漏液したり、場合によっ
ては破裂を引き起こす危険性がある。従って、アルカリ
電池には、ガス発生により電池内圧が上昇した場合にガ
スを外部に排出する防爆機構が設けられている。図3
は、従来の単1サイズのアルカリ乾電池の半断面図であ
る。1は封口体、2は負極集電体、3は負極端子板、4
は水酸化カリウムを溶解させたアルカリ電解液にゲル化
剤とともに、水銀無添加の亜鉛合金粉末を分散させたゲ
ル状亜鉛負極である。5は二酸化マンガンに導電材とし
て黒鉛を添加し成形した正極合剤、6は正極合剤5とゲ
ル状亜鉛負極4との間に挿入したセパレータである。ま
た、7は正極ケース、8は正極端子キャップ、9は外装
ラベルである。通常、アルカリ電池では、プラスチック
またはゴム製の封口体1を用い、封口体1の透孔1bに
挿入した負極集電体2、負極端子板3などを組合せて正
極ケース7の開口部を封止する構造をとっている。そし
て、その防爆機構として、封口体1の一部に薄肉部1a
を設ける提案がある(例えば特開昭59−13954号
公報)。この防爆機構は、ガスが発生して電池内圧が上
昇した際に、電池内圧が一定圧力に達すると薄肉部1a
が破断することにより、通気孔3aよりガスを電池外部
に排出するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな薄肉部を形成する場合、薄肉部の厚みは0.3〜
0.5mmが最低限度であり、それ以上薄くすることは
困難である。また、このようにして形成された薄肉部の
厚さは、バラツキが大きい。そのため、防爆機構の安全
性、作動安定性等の信頼性を確保するために、形状の検
討や、細かな寸法管理を行う必要がある。また、高温下
における電池内圧の上昇時には、封口体が軟化するため
に安定した防爆作動性が得られず、場合によっては電池
が破裂する危険性がある。このような危険性を避け、高
温下で封口体薄肉部の伸びが増した場合でも安定して作
動させるため、封口体と負極端子板の間に十分な距離を
確保したり、もしくは薄肉部を切断するための刃突起等
を配置していた。そのため、この防爆構造のために大き
な部品スペースを必要としていた。本発明は、上記の問
題点を解決するためのものであり、高温下における電池
内圧上昇時においても確実に破裂を防止する防爆機構を
備えたアルカリ電池を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のアルカリ電池
は、正極ケース、前記正極ケース開口部の内壁に前記正
極ケースの開口方向に伸びた円筒形周縁部を嵌合された
封口体、前記封口体中央部の透孔に挿入された負極集電
体、および前記正極ケース開口部側から前記封口体の円
筒形周縁部の内壁に嵌合された負極端子板を具備し、か
つ前記封口体が、前記負極端子板および前記正極ケース
に挟まれて固定されて前記正極ケース内部を密封してお
り、前記電池ケースの内部圧力が上昇すると、前記負極
端子板嵌合部がはずれることにより、前記正極ケース内
部を開放する手段を備えることにより、高温下での防爆
安定性が向上し、アルカリ電池の安全性が向上する。ま
た、防爆機構を薄型化することができ、電池の小型化や
大容量化が可能となる。また、前記封口体の円筒形周縁
部が、前記負極端子板嵌合部より前記正極ケース開口方
向に、前記負極端子板の外径より大きな内径の内壁を有
することにより、電池内圧上昇時に電池内部のガスを確
実に排出することができる。さらに、前記正極ケース
が、前記封口体嵌合部と正極ケース開口部の間に、前記
封口体の外径より内径が大きく、かつ連続した内壁を有
することにより、電池の組立工程で防爆機構の作動圧力
を容易に制御することができる。さらに、前記正極ケー
スの開口端部が、内側へ折り曲げられ、その内径が前記
負極端子板の外径より小さいことにより、負極端子板や
封口体が電池本体から脱離することを防ぐとともに、電
池内圧上昇時に電池内部のガスを効率よく排出すること
ができる。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳し
く説明する。 [実施例1]図1に本実施例のアルカリ電池の要部の構
成を示す。ポリエチレンなどの比較的軟質のプラスチッ
クからなる封口体11は、中央に負極集電体2を挿入す
る透孔11bを有する筒部11a、その外周に連なる薄
肉の平板部11c、平板部11cの周縁に配された段付
きの筒部11dおよびこの筒部11dから下方に伸びる
厚肉の周縁筒部11eとこれに連なる薄肉の周縁筒部1
1fからなる。この封口体11の透孔11bに負極集電
体2を圧入するとともに、負極集電体2に溶接した負極
端子板3の周縁部を封口体11の厚肉の周縁筒部11e
の内壁に嵌め合わせる。こうして負極集電体2と負極端
子板3を組み合わせた封口体11を、所定の発電要素を
収容した正極ケース7に圧入し、ケース7の閉口周縁部
を内方へ折曲し、さらに外装ラベル9を被覆させて図1
のようなアルカリ電池が完成する。このアルカリ電池
は、封口体11の周縁筒部11eが正極ケース7と負極
端子板3の周縁部とで挟まれて、ケース7は気密に密封
されている。
【0006】上記のように作製したアルカリ電池につい
て、その防爆機構の作動メカニズムを説明する。電池内
圧が上昇すると、封口体11には正極ケース7開口方向
へ押し出す圧力がかかる。封口体11の周縁部は、筒部
11fの先端が固定されているため移動しないものの、
中央部側は固定されていないため正極ケース7開口方向
に押し出され、負極集電体2および負極端子板3を開口
方向に移動させる。負極端子板3が移動することによ
り、正極ケース7を締め付けることによって固定されて
いた封口体11の周縁筒部11eと負極端子板3の周縁
部との嵌合部が外れる。嵌合部が外れると、嵌合部より
開口方向の周縁筒部11fの内径は負極端子板3の外径
よりも大きいため、封口体11を内側から押さえつけて
いた力が緩み、正極ケース7と封口体11の間の気密性
は低下し、その間隙から電池内部のガスが排出される。
【0007】[実施例2]本発明のアルカリ電池の他の
実施例を説明する。図2に示すように、その外径を正極
ケース27の内径より小さくした封口体21を用いたア
ルカリ電池を作製した。この封口体21は、ポリエチレ
ンなどの比較的軟質のプラスチックからなり、透孔21
bを有する厚肉の筒部21a、その外周に連なる薄肉の
平板部21c、および平板部の周縁に配された段付きの
筒部21dおよび筒部21dから下方へ伸びた薄肉の周
縁筒部21eからなる。封口体21の外径は正極ケース
27の内径よりも小さく、正極ケース27に絞込部27
aを設けることによってその内側に配された封口体21
および負極端子板3を固定している。この封口体21の
透孔21bに負極集電体2を圧入するとともに、負極集
電体2に溶接した負極端子板3の周縁部を封口体21の
周縁筒部21eの内壁に嵌め合わせる。こうして負極集
電体2と負極端子板3を組み合わせた封口体21を、所
定の発電要素を収容した正極ケース27に圧入し、ケー
ス27の閉口周縁部を内方へ折曲し、さらに外装ラベル
9を被覆させて図1のようなアルカリ電池が完成する。
このアルカリ電池は、封口体21の筒部21eが正極ケ
ース27と負極端子板3の周縁部とで挟まれて、ケース
27は気密に密封されている。
【0008】上記のように作製したアルカリ電池につい
て、その防爆機構の作動メカニズムを説明する。電池内
圧が上昇し、ある圧力に達すると、封口体21の中央部
は外側に押し出され、負極集電体2および負極端子板3
を移動させる。正極ケース27の内径は負極端子板3の
外径よりも大きく、封口体21を嵌合する絞込部28の
下方から開口部にかけて、正極ケース27と負極端子板
3の間に空間28が存在する。そのため、封口体21の
周縁筒部21eと負極端子板3の周縁部との嵌合部が外
れる。嵌合部が外れると、封口体21を内側から押さえ
つけていた力が緩み、正極ケース27と封口体21の間
の気密性は低下し、その間隙から電池内部のガスが排出
される。本実施例の電池は、電池の組立工程で、絞込部
27aの内径の調整により防爆機構の作動圧力を容易に
制御することができる。
【0009】実施例1および実施例2の電池について、
図3に示す従来のアルカリ電池とともに、20℃で4個
中1個逆接続してショートさせる防爆実装試験、および
60℃で4個直列接続してショートさせる防爆実装試験
を行った。その結果を表1に示す。ただし、これは、そ
れぞれ30回の試験のうち、防爆装置が正常に作動しな
かった回数を示したものである。
【0010】
【表1】
【0011】表1に示すように、比較例の電池は、20
℃の防爆実装試験ではすべて防爆装置が作動したもの
の、60℃の防爆実装試験では作動しなかったものが認
められた。これは上述のような高温による影響と考えら
れる。一方で、実施例1および実施例2の電池は、とも
に20℃および60℃での防爆実装試験において、すべ
て正常に作動した。このことから、本発明の電池の防爆
機構は高温下においても安定して作動することが分か
る。これらの防爆機構を用いることにより、アルカリ電
池の安全性を向上させることができる。また、従来必要
であった封口体と負極端子板との距離が不要となり、防
爆機構の薄型化が可能となり、電池の小型化、あるいは
大容量化が可能となる。上記のような防爆機構は、封口
体の薄肉部を破断させてガスを排出する従来型の防爆機
構と併用することも可能である。この場合、二重の防爆
機構を備えることで、さらに電池の安全性は向上する。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、アルカリ電池の安全性
を向上させることができる。また、電池の小型化、ある
いは大容量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のアルカリ電池の要部の縦断
面図である。
【図2】他の実施例のアルカリ電池の要部の縦断面図で
ある。
【図3】従来のアルカリ電池の半断面図である。
【符号の説明】 1 封口体 1a 薄肉部 1b 透孔 2 負極集電体 3 負極端子板 3a 通気孔 4 ゲル状亜鉛負極 5 正極合剤 6 セパレータ 7 正極ケース 8 正極端子キャップ 9 外装ラベル 11 封口体 11a 中央筒部 11b 透孔 11c 平板部 11d 段付きの筒部 11e 厚肉周縁筒部 11f 薄肉周縁筒部 21 封口体 21a 中央筒部 21b 透孔 21c 平板部 21d 段付きの筒部 21e 周縁筒部 27 正極ケース 27a 絞込部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 昌伸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極ケース、前記正極ケース開口部の内
    壁に前記正極ケースの開口方向に伸びた円筒形周縁部を
    嵌合された封口体、前記封口体中央部の透孔に挿入され
    た負極集電体、および前記正極ケース開口部側から前記
    封口体の円筒形周縁部の内壁に嵌合された負極端子板を
    具備し、かつ前記封口体が、前記負極端子板および前記
    正極ケースに挟まれて固定されて前記正極ケース内部を
    密封しており、前記電池ケースの内部圧力が上昇する
    と、前記負極端子板嵌合部がはずれることにより、前記
    正極ケース内部を開放する手段を備えたアルカリ電池。
  2. 【請求項2】 前記封口体の円筒形周縁部が、前記負極
    端子板嵌合部より前記正極ケース開口方向に、前記負極
    端子板の外径より大きな内径の内壁を有する請求項1記
    載のアルカリ乾電池。
  3. 【請求項3】 前記正極ケースが、前記封口体嵌合部と
    正極ケース開口部の間に、前記封口体の外径より内径が
    大きく、かつ連続した内壁を有する請求項1記載のアル
    カリ乾電池。
  4. 【請求項4】 前記正極ケースの開口端部が、内側へ折
    り曲げられ、その内径が前記負極端子板の外径より小さ
    い請求項1記載のアルカリ乾電池。
JP7182824A 1995-07-19 1995-07-19 アルカリ電池 Pending JPH0935700A (ja)

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