JPH10270003A - 密閉型電池 - Google Patents

密閉型電池

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JPH10270003A
JPH10270003A JP9075163A JP7516397A JPH10270003A JP H10270003 A JPH10270003 A JP H10270003A JP 9075163 A JP9075163 A JP 9075163A JP 7516397 A JP7516397 A JP 7516397A JP H10270003 A JPH10270003 A JP H10270003A
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JP
Japan
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lead wire
safety valve
battery
strength
sealing plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP9075163A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruhiko Tsuji
治彦 辻
Shin Yamaguchi
伸 山口
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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

Landscapes

  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電流の遮断及び内部ガスの放出により外装缶
の爆発を防止する。 【解決手段】 発電要素3を収容した外装缶1の開口端
部に封口体2を取り付けておく。封口体2は、ガス抜き
孔を有する封口板7及び電池蓋8の間に開裂容易な安全
弁9を介在させて構成する。リード線14を封口板7と
安全弁9とに溶接する。リード線14の破断強度は、安
全弁9とリード線14との溶接強度および封口板7とリ
ード線14との溶接強度よりも弱いことが好ましい。リ
ード線14の破断強度または安全弁9とリード線14と
の溶接強度を、封口板7とリード線14との溶接強度よ
りも弱くしておくのもよい。リード線14の破断強度ま
たは安全弁9とリード線14との溶接強度は安全弁9の
開裂強度よりも弱い。電池蓋8と安全弁9との間に正温
度係数抵抗体(PTC)を介在させると電池蓋8への導
電を防止しやすい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、爆発防止機能を備
えた密閉型電池に関する。
【0002】
【従来の技術】リチウム電池やリチウムイオン電池など
の非水電解液を使用した二次電池では、外装缶内に収納
された発電要素が過充電状態にされたり、或いは誤使用
により大電流が流されたりすると非水電解液が分解して
ガスを発生し、密閉された外装缶内の内圧を上昇させて
電池を破裂させることがある。このため従来の密閉型電
池には、前記のような異常が生じた場合の防爆対策とし
て、例えば図3に示すような構造にすることが提案され
ている。図3の従来構造では、安全弁69と封口板67
とがその接点において押し付けられた形で接続されて電
気回路が形成され、変形して離れることによって電気回
路が遮断されるようになっている。また、特開平2−1
12151号公報や特開平2−288063号公報に
は、破裂板(安全弁)にリード線を溶接で接続し、内圧
が上昇したときに破裂板をリード線から切り離して電流
を遮断する安全機構が記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】電池の性能そのもの
は、電気抵抗、特にリチウム電池の内部抵抗によって左
右される。図3に例示される安全弁69と封口板67と
が押し付けられた形での接続では電気抵抗を生じ、所望
の電池性能を達成しにくい。また、特開平2−1121
51号公報や特開平2−288063号公報に記載され
ている構造の密閉型電池は、リード線の溶接強度のみで
破裂板とリード線との接続強度を調整していることか
ら、破裂板をリード線から切り離す接続強度をかなりの
高精度に制御しなければならない。接続強度にバラツキ
があると、内圧が上昇してもリード線を切り離すことが
できなかったり、逆に内圧が低いときに電流が遮断され
てしまうことになる。本発明は、電流の遮断と内部ガス
の外部放出を相応の精度で確実に行うことにより外装缶
の爆発を防止でき、かつ、所望の電池性能を具備する密
閉型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】本発明は、前記の課題を
解決するために、発電要素3を収容した外装缶1の開口
端部に、封口体2を取り付けた密閉型電池であって、封
口体2は、ガス抜き孔7a,bを有する封口板7と、ガ
ス抜き孔8aを有する電池蓋8との間に、開裂容易な安
全弁9を介在させて構成され、リード線14が封口板7
と安全弁9とに溶接されていることを特徴とする密閉型
電池を提供する。
【0005】前記の密閉型電池において、リード線14
の破断強度が、安全弁9とリード線14との溶接強度お
よび封口板7とリード線14との溶接強度よりも弱い
と、リード線を破断させやすい。リード線14の破断強
度および安全弁9とリード線14との溶接強度を、封口
板7とリード線14との溶接強度よりも弱くなるように
調整し、リード線が破断するか安全弁9とリード線14
との溶接部が剥離するようにしてもよい。
【0006】さらに、リード線14の破断強度および安
全弁9とリード線14との溶接強度は、安全弁9の開裂
強度よりも弱いことが望ましい。電池蓋8と安全弁9と
の間に正温度係数抵抗体(PTC)を介在させると異常
昇温時の安全保持に有効である。前記の密閉型電池とし
ては、リチウム電池またはリチウムイオン電池が一般的
である。本発明において、PTCとは、正温度係数抵抗
体(Positive Temperature Coefficient)、すなわち温
度が上昇するほど電気抵抗を増大する材料をいう。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、実施形態例を示
す図面を参照しつつ具体的に説明する。図1に示す密閉
型電池において、外装缶1はステンレス鋼、ニッケルメ
ッキを施した炭素鋼等の導電性材料から構成され、その
内部に発電要素3が収容されている。発電要素3は、シ
ート状の正極4、セパレータ5、負極6が積層物となっ
て、例えばスパイラル状に巻かれ、その中に非水電解液
を充填して構成されている。外装缶1の開口端部には、
発電要素3の上面との間を仕切る仕切り板13が設けら
れ、その仕切り板13にはガス抜きをするための仕切り
板孔13aが設けられている。
【0008】封口体2は、1乃至複数個のガス抜き孔7
aを設けた封口板7と、同じく1乃至複数個のガス抜き
孔8aを設けた電池蓋8との間に安全弁9を介在させて
構成されている。これら封口板7、電池蓋8、安全弁9
はいずれもステンレス鋼、ニッケルメッキを施した炭素
鋼あるいはアルミニウム等の導電性材料から構成され、
外装缶1の開口端部に対してゴム、プラスチック等の絶
縁性材料のガスケット10を介してカシメ固定されてい
る。
【0009】安全弁9は化学的に安定なステンレス鋼の
ほか、アルミニウム、バネ鋼などの弾性導電体或いは弾
性導電体膜とアルミニウム等の導電性の高い金属膜との
積層体などを使用することができる。安全弁9には、表
面に円形、多角形、H形等の任意の形状をした溝9bが
設けられ、発電要素3の異常によりガスが発生して急激
に内圧が上昇したとき、安全弁9が容易に開裂するよう
になっている。さらに、リード線14の破断や安全弁と
リード線との溶接部9aの剥離後に安全弁9が開裂する
ように、安全弁9の開裂強度は、リード線14の破断強
度および溶接部9aの剥離強度よりも強く設定されてい
ることが好ましい。
【0010】リード線14の一端は、仕切り板13の仕
切り板孔13aを介して発電要素3の正極4に接続され
ている。他端は、超音波溶接やレーザー溶接等により安
全弁9および封口板7に溶接され(9a,7c)、安全
弁9の中央と封口板7とを弛みなく接続している。発電
要素3で発電された電流は、リード線14を介して封口
板の溶接部7c、封口板7、安全弁の溶接部9a、安全
弁9およびPTC11を経て端子となる電池蓋8へ流れ
る。
【0011】リード線14の破断強度は、安全弁の溶接
部9aおよび封口板の溶接部7cの溶接強度よりも弱い
ことが好ましい。リード線14の破断強度および溶接部
9aの溶接強度を、溶接部7cの溶接強度よりも弱くし
ておいてもよい。すなわち、電池内圧が上昇し安全弁9
がある圧力に達したときに、リード線14の破断か溶接
部9aの剥離の少なくとも一方が生じ、電流を遮断する
ように設定しておく。リード線14には所望の破断強度
を有する導電性部材を用いるとよい。
【0012】さらに、電池蓋8と安全弁9との間にはP
TC11を介在させておくと、発電要素3が異常によっ
て温度上昇した場合、PTC11の電気抵抗が増大して
電池蓋8への電流を減少させ、あるいは遮断することが
できるので好ましい。
【0013】本発明の密閉型電池は、発電要素3の異常
によってガスが発生し、内圧が急激に上昇すると、封口
板7のガス抜き孔7aを通過したガスが安全弁9の内側
に作用する。すなわち、安全弁が変形し、安全弁9と封
口板7とを接続するリード線14が破断するか(14
a)または安全弁の溶接部9aが剥離し、電気回路が遮
断され、次いで安全弁9が開裂する。安全弁9の開裂に
よって、ガスは電池蓋8のガス抜き孔8aを介して外部
に放出され、電池の爆発を防止できる。また、発電要素
3が異常によって温度上昇すると、電池蓋8と安全弁9
との間に介在するPTC14の電気抵抗が増大し、電池
蓋8への電流を減少させ、遮断することができる。
【0014】図2に、本発明の他の一実施形態例を示
す。封口板の溶接部7cを2カ所に設け、2箇所の溶接
部7cと安全弁9の中央9aとを溶接接合する。安定し
た溶接強度を保ちやすく、リード線14の破断や安全弁
の溶接部9aの剥離をより確実にすることができる。
【0015】
【発明の効果】本発明は、リード線を安全弁と封口板と
に直接溶接して両者を接続しているので、電池内圧が上
昇し、安全弁がある圧力に達したときに、リード線の破
断または安全弁の溶接部の剥離が生じ、確実に電流を遮
断することができる。また、リード線の破断または溶接
部の剥離後に安全弁が開裂するので、内部ガスを確実に
外部へ放出し、電池の爆発を防止することができる。さ
らに、電池蓋と安全弁との間にPTCを介在させること
により、温度上昇したときに電気抵抗を増大させ、電池
蓋への電流を減少させ遮断することができる。従って、
発電要素に異常が発生して電池内圧が上昇した場合で
も、確実に電流を遮断し、かつ、内部ガスを外部に放出
して外装缶の爆発を防止でき、所望の電池性能も具備す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態例の密閉型電池における、
封口体部分を示す縦断面図。
【図2】本発明の他の実施形態例の密閉型電池におけ
る、封口体部分を示す縦断面図。
【図3】従来の密閉型電池の封口体部分の縦断面図であ
る。
【符号の説明】
1;外装缶 2;封口体 3;発電要素 4;正極 5;セパレータ 6;負極 7;封口板 7a;ガス抜き
孔 7b;孔 7c;リード
線溶接部 8;電池蓋 8a;ガス抜き
孔 9;安全弁 9a;リード線
溶接部 10;ガスケット 11;PTC 12;絶縁ガスケット 13;仕切り板 13a;仕切り
板孔 14;リード線 14a;リード
線破断部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発電要素(3)を収容した外装缶(1)の
    開口端部に、封口体(2)を取り付けた密閉型電池であ
    って、 封口体(2)は、ガス抜き孔(7a,b)を有する封口
    板(7)と、ガス抜き孔(8a)を有する電池蓋(8)
    との間に、開裂容易な安全弁(9)を介在させて構成さ
    れ、 リード線(14)が封口板(7)と安全弁(9)とに溶
    接されていることを特徴とする密閉型電池。
  2. 【請求項2】リード線(14)の破断強度が、安全弁
    (9)とリード線(14)との溶接強度および封口板
    (7)とリード線(14)との溶接強度よりも弱いこと
    を特徴とする、請求項1に記載の密閉型電池。
  3. 【請求項3】リード線(14)の破断強度および安全弁
    (9)とリード線(14)との溶接強度が、封口板
    (7)とリード線(14)との溶接強度よりも弱いこと
    を特徴とする、請求項1に記載の密閉型電池。
  4. 【請求項4】リード線(14)の破断強度および安全弁
    (9)とリード線(14)との溶接強度が、安全弁
    (9)の開裂強度よりも弱いことを特徴とする、請求項
    1,2または3に記載の密閉型電池。
  5. 【請求項5】電池蓋(8)と安全弁(9)との間に正温
    度係数抵抗体(PTC)を介在させたことを特徴とす
    る、請求項1ないし4のいずれかに記載の密閉型電池。
  6. 【請求項6】密閉型電池がリチウム電池またはリチウム
    イオン電池であることを特徴とする、請求項1ないし5
    のいずれかに記載の密閉型電池。
JP9075163A 1997-03-27 1997-03-27 密閉型電池 Pending JPH10270003A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014049645A1 (ja) * 2012-09-26 2014-04-03 三洋電機株式会社 二次電池用ガスケット及び二次電池
WO2021145247A1 (ja) * 2020-01-17 2021-07-22 三洋電機株式会社 密閉電池
CN115039275A (zh) * 2020-02-19 2022-09-09 三洋电机株式会社 圆筒形电池
WO2024090080A1 (ja) * 2022-10-27 2024-05-02 パナソニックエナジー株式会社 電池

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