JPH10269997A - 円筒密閉形蓄電池 - Google Patents
円筒密閉形蓄電池Info
- Publication number
- JPH10269997A JPH10269997A JP9068385A JP6838597A JPH10269997A JP H10269997 A JPH10269997 A JP H10269997A JP 9068385 A JP9068385 A JP 9068385A JP 6838597 A JP6838597 A JP 6838597A JP H10269997 A JPH10269997 A JP H10269997A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- groove
- container
- storage battery
- electrode plate
- plate group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL 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
- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】過充電や火中投入などにより、電池内圧が急上
昇した場合に、電池をより安全に破壊させるようにする
こと。 【解決手段】蓄電池の金属性の円筒容器外面にＨ形の溝
を設ける。例えば、Ｈ形の溝は、内部の極板群が配置さ
れていない位置の円筒容器外面に設ける。Ｈ形の溝のう
ち、縦方向の溝の長さは、円筒容器の外周の1/4周以上
でかつ3/4周以下であることが望ましい。
昇した場合に、電池をより安全に破壊させるようにする
こと。 【解決手段】蓄電池の金属性の円筒容器外面にＨ形の溝
を設ける。例えば、Ｈ形の溝は、内部の極板群が配置さ
れていない位置の円筒容器外面に設ける。Ｈ形の溝のう
ち、縦方向の溝の長さは、円筒容器の外周の1/4周以上
でかつ3/4周以下であることが望ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は円筒密閉形蓄電池の
金属性の円筒容器構造に関するものである。
金属性の円筒容器構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、円筒密閉形蓄電池において
は、過充電時のガス発生に対する安全対策として、例え
ば実公昭58-14525号公報(図３)のようなゴム製の安全弁
６を端子３と一体に組込む構造が広く採用されていた。
は、過充電時のガス発生に対する安全対策として、例え
ば実公昭58-14525号公報(図３)のようなゴム製の安全弁
６を端子３と一体に組込む構造が広く採用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年電気自動車などの
大容量蓄電池を必要とする用途に対応すべく、大形の円
筒密閉形畜電池の開発が進めらている。このような用途
においては、充電電流も必然的に大きくなるため、充電
装置が故障して過充電状態となった場合、大量のガスが
発生して、電池内圧が著しく上昇する恐れがある。ま
た、万一誤って蓄電池が火中に投入された場合なども、
内圧が急激に上昇することになる。しかしながら、従来
は安全弁を端子の内部に組込んでいることから、ガス排
出口７の大きさに構造上の制約が大きく、大量のガスを
安全かつ速やかに放出することが難しいという問題があ
った。このため蓄電池が容器の耐圧を超えて破裂した場
合、高圧のガスと共に破片が周囲に飛散して、著しい人
的被害をもたらす可能性を皆無とすることが困難であっ
た。
大容量蓄電池を必要とする用途に対応すべく、大形の円
筒密閉形畜電池の開発が進めらている。このような用途
においては、充電電流も必然的に大きくなるため、充電
装置が故障して過充電状態となった場合、大量のガスが
発生して、電池内圧が著しく上昇する恐れがある。ま
た、万一誤って蓄電池が火中に投入された場合なども、
内圧が急激に上昇することになる。しかしながら、従来
は安全弁を端子の内部に組込んでいることから、ガス排
出口７の大きさに構造上の制約が大きく、大量のガスを
安全かつ速やかに放出することが難しいという問題があ
った。このため蓄電池が容器の耐圧を超えて破裂した場
合、高圧のガスと共に破片が周囲に飛散して、著しい人
的被害をもたらす可能性を皆無とすることが困難であっ
た。
【０００４】本発明は上記従来の欠点を改善するもの
で、万一蓄電池内圧が急激に上昇しても、甚大な損害を
もたらすことなく蓄電池を可能な限り安全に破壊する手
段を提供することを目的とする。
で、万一蓄電池内圧が急激に上昇しても、甚大な損害を
もたらすことなく蓄電池を可能な限り安全に破壊する手
段を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、金属性の円筒容器外面にＨ形の溝を
設けるものである。このようにすることによって、電池
内圧の急激な上昇によって電池が破裂するようなことが
あっても、あんぜんに破壊されることになる。
ために、本発明は、金属性の円筒容器外面にＨ形の溝を
設けるものである。このようにすることによって、電池
内圧の急激な上昇によって電池が破裂するようなことが
あっても、あんぜんに破壊されることになる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明による円筒密閉形蓄電池
は、図１のように金属性の円筒容器１の外面にＨ形の溝
２を設けることを特徴とする。Ｈ形の溝は、円筒容器外
側壁のどこに設けても計算上の容器の開裂圧力は変らな
いが、内部の極板群４が配置されている位置に設ける
と、溝部が開裂したときに、内部の極板群が開孔部から
周囲に飛散するので、溝２は極板群が配置されていない
位置に設ける。縦方向の溝の長さは、開裂時の開口面積
を十分に確保するため、円筒容器の外周の1/4周以上と
することが望ましい。しかし全周に亘って溝を設ける
と、溝部が開裂したときに、容器が溝部の左右に完全に
分離して、それぞれが互いに反対方向に飛散することが
あるので、長くても3/4周以下とする。概ね1/3周から1/
2周とすることが望ましい。
は、図１のように金属性の円筒容器１の外面にＨ形の溝
２を設けることを特徴とする。Ｈ形の溝は、円筒容器外
側壁のどこに設けても計算上の容器の開裂圧力は変らな
いが、内部の極板群４が配置されている位置に設ける
と、溝部が開裂したときに、内部の極板群が開孔部から
周囲に飛散するので、溝２は極板群が配置されていない
位置に設ける。縦方向の溝の長さは、開裂時の開口面積
を十分に確保するため、円筒容器の外周の1/4周以上と
することが望ましい。しかし全周に亘って溝を設ける
と、溝部が開裂したときに、容器が溝部の左右に完全に
分離して、それぞれが互いに反対方向に飛散することが
あるので、長くても3/4周以下とする。概ね1/3周から1/
2周とすることが望ましい。
【０００７】図４のように内圧を受ける薄肉円筒の側壁
の耐圧Ｐtは、円筒の内径をＤ、円筒の単位縦長さを△
ｌ、肉厚をt、引張り強さをＴsとすると、近似的には式
(1)のとおりであるから、式(2)として求められる。
の耐圧Ｐtは、円筒の内径をＤ、円筒の単位縦長さを△
ｌ、肉厚をt、引張り強さをＴsとすると、近似的には式
(1)のとおりであるから、式(2)として求められる。
【０００８】
【数１】
【０００９】
【数２】
【００１０】従って、円筒の側壁に深さｈの軸方向の溝
を設けると、その部分の開裂圧力は、式(3)のとおりと
なる。この部分は溝の無い部分に比べて低い圧力で破壊
する。このとき、極板群の存在する部分まで開裂が及ぶ
と、開裂部分から極板群が周囲に飛散する恐れがあるた
め、縦方向の２本の溝を設けてＨ形とすることにより、
開裂部を極板群の存在しない範囲に制限する。
を設けると、その部分の開裂圧力は、式(3)のとおりと
なる。この部分は溝の無い部分に比べて低い圧力で破壊
する。このとき、極板群の存在する部分まで開裂が及ぶ
と、開裂部分から極板群が周囲に飛散する恐れがあるた
め、縦方向の２本の溝を設けてＨ形とすることにより、
開裂部を極板群の存在しない範囲に制限する。
【００１１】
【数３】
【００１２】このような構成とすることにより、万一大
電流での過充電状態や、火中投入時など、安全弁部から
のガス放出では間に合わなくなった場合にも、容器本来
の耐圧限界に達して全体が破裂する前に、Ｈ形の溝部が
開裂して、安全弁部のガス排出口よりはるかに大きな面
積を有する開孔部が形成されるので、電池から噴出する
ガスの圧力は瞬時に低下し、周囲に甚大な損害をもたら
すことなく、蓄電池をより安全に破壊することができ
る。
電流での過充電状態や、火中投入時など、安全弁部から
のガス放出では間に合わなくなった場合にも、容器本来
の耐圧限界に達して全体が破裂する前に、Ｈ形の溝部が
開裂して、安全弁部のガス排出口よりはるかに大きな面
積を有する開孔部が形成されるので、電池から噴出する
ガスの圧力は瞬時に低下し、周囲に甚大な損害をもたら
すことなく、蓄電池をより安全に破壊することができ
る。
【００１３】
【実施例】容器の内径65mm、長さ300mmの円筒密閉形リ
チウム蓄電池を作った。設計容量は50Ahである。容器の
材質はアルミニウム(A1070-O；引張り強さＴs約70N/m
m2)、肉厚は1mmである。容器の外周の、極板群の存在し
ない端部にＨ形の溝２を設けた。２本の縦溝の長さは1/
8周から全周まで、1/8周単位で異なるものを作った。図
６はその一例である。本実施例では横溝長さ20mm、溝深
さ0.5mm(肉厚の１／２）とした。また本実施例では溝を
フライス盤で加工したが、量産時は図５のようなロール
転写法とすれば十分低コストで製造できる。以上のよう
な溝加工した容器を用いたリチウム蓄電池と、溝加工の
無いリチウム蓄電池を合計９種類、各々１００ケ作り、
全て故意に安全弁を閉塞して、1C(50A)で過充電した。
チウム蓄電池を作った。設計容量は50Ahである。容器の
材質はアルミニウム(A1070-O；引張り強さＴs約70N/m
m2)、肉厚は1mmである。容器の外周の、極板群の存在し
ない端部にＨ形の溝２を設けた。２本の縦溝の長さは1/
8周から全周まで、1/8周単位で異なるものを作った。図
６はその一例である。本実施例では横溝長さ20mm、溝深
さ0.5mm(肉厚の１／２）とした。また本実施例では溝を
フライス盤で加工したが、量産時は図５のようなロール
転写法とすれば十分低コストで製造できる。以上のよう
な溝加工した容器を用いたリチウム蓄電池と、溝加工の
無いリチウム蓄電池を合計９種類、各々１００ケ作り、
全て故意に安全弁を閉塞して、1C(50A)で過充電した。
【００１４】それぞれの蓄電池の破壊圧力は表１のとお
りで、本発明の蓄電池は溝部の無いものに比べ、低い圧
力で破壊されることがわかった。溝部の無い蓄電池は、
極板群を含めて全体がほとんど原形を止めぬほどバラバ
ラになって周囲数１０ｍの範囲に飛散した。溝部長さ1/
8周の蓄電池も、その６割が原形を止めず、開裂部の面
積が不十分であると判断された。また溝部が7/8周以上
の蓄電池では、溝部の開裂時に容器が左右に分離してそ
れぞれが反対方向に飛散することがあり、危険性が高い
ことがわかった。このことから、縦方向の溝部の長さ
は、2/8周（1/4周）以上、6/8周（3/4周）以下とするこ
とが望ましい。本発明の蓄電池は図２のように溝部が開
裂５したときのガス放出の反作用で最大1m前後移動した
ものの破片の飛散はなく、従来の構造にくらべて、はる
かに安全に破壊されることが確かめられた。
りで、本発明の蓄電池は溝部の無いものに比べ、低い圧
力で破壊されることがわかった。溝部の無い蓄電池は、
極板群を含めて全体がほとんど原形を止めぬほどバラバ
ラになって周囲数１０ｍの範囲に飛散した。溝部長さ1/
8周の蓄電池も、その６割が原形を止めず、開裂部の面
積が不十分であると判断された。また溝部が7/8周以上
の蓄電池では、溝部の開裂時に容器が左右に分離してそ
れぞれが反対方向に飛散することがあり、危険性が高い
ことがわかった。このことから、縦方向の溝部の長さ
は、2/8周（1/4周）以上、6/8周（3/4周）以下とするこ
とが望ましい。本発明の蓄電池は図２のように溝部が開
裂５したときのガス放出の反作用で最大1m前後移動した
ものの破片の飛散はなく、従来の構造にくらべて、はる
かに安全に破壊されることが確かめられた。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明の構造は内圧上昇時
の破壊圧を低下させ、かつ破片の飛散を防止することが
できるので、従来の安全弁のみを組込んだ構造に比べ
て、大幅に安全性を向上させることができる。
の破壊圧を低下させ、かつ破片の飛散を防止することが
できるので、従来の安全弁のみを組込んだ構造に比べ
て、大幅に安全性を向上させることができる。
【図１】本発明の蓄電池の外観説明図である。
【図２】本発明の蓄電池のＨ形溝部の開裂状態説明図で
ある。
ある。
【図３】従来のゴムを用いた安全弁の例を示す説明図で
ある。
ある。
【図４】内圧を受ける薄肉円筒の説明図である。
【図５】ロール転写による溝加工法の説明図である。
【図６】本実施例の電池の溝形状の例を示すもので、
（イ）は正面図、（ロ）は（イ）のａ−ａ’断面図であ
る。
（イ）は正面図、（ロ）は（イ）のａ−ａ’断面図であ
る。
１：円筒容器、２：Ｈ形の溝、４：極板群
Claims (3)
- 【請求項１】極板群を収納せる金属性の円筒容器外面に
Ｈ形の溝を設けたことを特徴とす円筒密閉形蓄電池。 - 【請求項２】Ｈ形の溝を、内部の極板群が配置されてい
ない位置の円筒容器外面に設けることを特徴とする請求
項１記載の円筒密閉形蓄電池。 - 【請求項３】Ｈ形の溝のうちの縦方向の溝の長さが、円
筒容器の外周の1/4周以上でかつ3/4周以下であることを
特徴とする請求項１又は２記載の円筒密閉形蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9068385A JPH10269997A (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 円筒密閉形蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9068385A JPH10269997A (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 円筒密閉形蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10269997A true JPH10269997A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13372216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9068385A Pending JPH10269997A (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 円筒密閉形蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10269997A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001061770A1 (en) * | 2000-02-18 | 2001-08-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Safety mechanism for rectangular battery and method of manufacturing the same |
| JP2002134073A (ja) * | 2000-10-27 | 2002-05-10 | Toshiba Battery Co Ltd | 扁平形非水電解質二次電池 |
| KR100468839B1 (ko) * | 2000-11-08 | 2005-01-29 | 삼성에스디아이 주식회사 | 파단 선이 구비된 리튬 이온전지의 케이스 |
| US7094494B2 (en) | 2003-01-03 | 2006-08-22 | The Gillette Company | Alkaline cell with flat housing |
| US7294429B2 (en) | 2003-01-03 | 2007-11-13 | The Gillette Company | Alkaline cell with flat housing |
| US7435395B2 (en) | 2003-01-03 | 2008-10-14 | The Gillette Company | Alkaline cell with flat housing and nickel oxyhydroxide cathode |
| US7491464B2 (en) | 2003-01-03 | 2009-02-17 | The Gillette Company | Alkaline cell with flat housing |
| WO2017077689A1 (ja) * | 2015-11-02 | 2017-05-11 | ソニー株式会社 | 電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
| CN109417146A (zh) * | 2017-02-09 | 2019-03-01 | 株式会社Lg化学 | 圆柱型锂二次电池 |
| CN115210950A (zh) * | 2021-02-09 | 2022-10-18 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池、用电装置、制备电池的方法和装置 |
-
1997
- 1997-03-21 JP JP9068385A patent/JPH10269997A/ja active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001061770A1 (en) * | 2000-02-18 | 2001-08-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Safety mechanism for rectangular battery and method of manufacturing the same |
| US6964690B2 (en) | 2000-02-18 | 2005-11-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Safety mechanism for rectangular battery and method of manufacturing the same |
| JP2002134073A (ja) * | 2000-10-27 | 2002-05-10 | Toshiba Battery Co Ltd | 扁平形非水電解質二次電池 |
| KR100468839B1 (ko) * | 2000-11-08 | 2005-01-29 | 삼성에스디아이 주식회사 | 파단 선이 구비된 리튬 이온전지의 케이스 |
| US7094494B2 (en) | 2003-01-03 | 2006-08-22 | The Gillette Company | Alkaline cell with flat housing |
| US7294429B2 (en) | 2003-01-03 | 2007-11-13 | The Gillette Company | Alkaline cell with flat housing |
| US7435395B2 (en) | 2003-01-03 | 2008-10-14 | The Gillette Company | Alkaline cell with flat housing and nickel oxyhydroxide cathode |
| US7491464B2 (en) | 2003-01-03 | 2009-02-17 | The Gillette Company | Alkaline cell with flat housing |
| WO2017077689A1 (ja) * | 2015-11-02 | 2017-05-11 | ソニー株式会社 | 電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
| JP2017091609A (ja) * | 2015-11-02 | 2017-05-25 | ソニー株式会社 | 電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
| CN108352460A (zh) * | 2015-11-02 | 2018-07-31 | 株式会社村田制作所 | 电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置及电力系统 |
| US10541389B2 (en) | 2015-11-02 | 2020-01-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Battery, battery pack, electronic device, electric vehicle, electric storage device and electric power system |
| CN108352460B (zh) * | 2015-11-02 | 2021-04-27 | 株式会社村田制作所 | 电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置及电力系统 |
| CN109417146A (zh) * | 2017-02-09 | 2019-03-01 | 株式会社Lg化学 | 圆柱型锂二次电池 |
| JP2019522328A (ja) * | 2017-02-09 | 2019-08-08 | エルジー・ケム・リミテッド | 円筒型リチウム二次電池 |
| CN109417146B (zh) * | 2017-02-09 | 2021-06-22 | 株式会社Lg化学 | 圆柱型锂二次电池 |
| US11417906B2 (en) | 2017-02-09 | 2022-08-16 | Lg Energy Solution, Ltd. | Cylindrical lithium secondary battery |
| CN115210950A (zh) * | 2021-02-09 | 2022-10-18 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池、用电装置、制备电池的方法和装置 |
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