JPH1064497A - 電 池 - Google Patents
電 池Info
- Publication number
- JPH1064497A JPH1064497A JP8218456A JP21845696A JPH1064497A JP H1064497 A JPH1064497 A JP H1064497A JP 8218456 A JP8218456 A JP 8218456A JP 21845696 A JP21845696 A JP 21845696A JP H1064497 A JPH1064497 A JP H1064497A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- opening
- metal
- melting point
- battery container
- 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
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電池が発熱した場合においても、確実に電池内
部に発生したガスを逃がす。 【解決手段】電池容器４内部に正極板、負極板、電解
液、セパレータからなる発電素子を有する電池におい
て、電池容器４の一部に開口部を有し、当該開口部を易
溶性金属６で封口する。
部に発生したガスを逃がす。 【解決手段】電池容器４内部に正極板、負極板、電解
液、セパレータからなる発電素子を有する電池におい
て、電池容器４の一部に開口部を有し、当該開口部を易
溶性金属６で封口する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はニッケル−カドミウ
ム電池、ニッケル−水素電池及び、リチウムイオン二次
電池などの電池に関するものである。
ム電池、ニッケル−水素電池及び、リチウムイオン二次
電池などの電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ポータブル用電源としてニッケル−カド
ミウム電池、ニッケル−水素電池及び、リチウムイオン
電池などの使用が急増している。この種の二次電池は金
属製電池容器に正極板、負極板、電解液、セパレータ等
からなる発電素子、及び金属製電池容器には特開昭５９
−１３２６号公報に記載されたような電池の内圧が異常
に高くなった場合、ガスを放出することを目的とする高
圧作動する安全装置を有すものである。
ミウム電池、ニッケル−水素電池及び、リチウムイオン
電池などの使用が急増している。この種の二次電池は金
属製電池容器に正極板、負極板、電解液、セパレータ等
からなる発電素子、及び金属製電池容器には特開昭５９
−１３２６号公報に記載されたような電池の内圧が異常
に高くなった場合、ガスを放出することを目的とする高
圧作動する安全装置を有すものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、上記した二次電
池において、電気自動車用電池や電力貯蔵用電池として
大型化が進められている。これらの大型電池は容量の増
大に伴って従来の小形電池に比べて非常に大きなエネル
ギーを所有しており、誤まった使用や装置の故障に伴う
安全対策が重要となってきた。特に、ショートや充電器
の故障などによって、これら大型の電池に過大な電流が
流れた場合、電解液が短時間に分解してガスが発生し、
電池の内圧が異常に高くなる。この対策としては、一定
以上の電池内圧になった場合にガスを外に逃がす安全弁
を電池容器の蓋に備えるのが一般的である。安全弁には
主にゴム材料を使用しているため、ショートなどの理由
によって急激に電池が発熱した場合には、安全弁が溶け
て蓋に張り付いてしまい安全弁としての機能をはたすこ
とができなくなる場合がある。その結果、電池が爆発す
るおそれもある。本発明が解決しようとする課題は、電
池が発熱した場合においても、確実に電池内部に発生し
たガスを逃がすことである。
池において、電気自動車用電池や電力貯蔵用電池として
大型化が進められている。これらの大型電池は容量の増
大に伴って従来の小形電池に比べて非常に大きなエネル
ギーを所有しており、誤まった使用や装置の故障に伴う
安全対策が重要となってきた。特に、ショートや充電器
の故障などによって、これら大型の電池に過大な電流が
流れた場合、電解液が短時間に分解してガスが発生し、
電池の内圧が異常に高くなる。この対策としては、一定
以上の電池内圧になった場合にガスを外に逃がす安全弁
を電池容器の蓋に備えるのが一般的である。安全弁には
主にゴム材料を使用しているため、ショートなどの理由
によって急激に電池が発熱した場合には、安全弁が溶け
て蓋に張り付いてしまい安全弁としての機能をはたすこ
とができなくなる場合がある。その結果、電池が爆発す
るおそれもある。本発明が解決しようとする課題は、電
池が発熱した場合においても、確実に電池内部に発生し
たガスを逃がすことである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の、電池容器４内部に正極板、負極板、電解
液、セパレータからなる発電素子を有する電池は、電池
容器４の一部に開口部を有し、開口部が易溶性金属で封
口されていることを特徴とする。上記封口に用いる材料
は、易溶性金属単体、あるいは封口補助材料との併用で
ある。封口補助材料を用いる場合、少なくとも電池容器
４開口部周縁が金属からなり、開口部が金属製の封口補
助材料によって覆う等の手段で塞がれ、当該封口補助材
料と前記電池容器が、溶融した易溶性金属の固化により
接合されている。易溶性の金属としてはニュートン合金
（融点９５℃）、ローゼ合金（融点１００℃）、ウッド
合金（融点６５℃）などを用いることができるが、本発
明はこれらに限定されるものでなく、融点が１５０℃程
度のハンダ等、同等の低融点の金属であれば利用可能で
ある。電池の構成や使用状態によって任意のものが選択
される。常温で動作する電池の場合は易溶性の金属とし
て融点が１５０℃程度までの材料が好適に使用できると
考えられる。また封口補助材料には、熱によって上記開
口部の閉塞を損なうように変形する機能を有する、例え
ば形状記憶合金等が使用できる。電池温度が異常に上昇
した場合には易溶性合金が溶解することによって、この
部分が開口し、電池内部に発生したガスを短時間で確実
に外部へ逃がすことができる。
に、本発明の、電池容器４内部に正極板、負極板、電解
液、セパレータからなる発電素子を有する電池は、電池
容器４の一部に開口部を有し、開口部が易溶性金属で封
口されていることを特徴とする。上記封口に用いる材料
は、易溶性金属単体、あるいは封口補助材料との併用で
ある。封口補助材料を用いる場合、少なくとも電池容器
４開口部周縁が金属からなり、開口部が金属製の封口補
助材料によって覆う等の手段で塞がれ、当該封口補助材
料と前記電池容器が、溶融した易溶性金属の固化により
接合されている。易溶性の金属としてはニュートン合金
（融点９５℃）、ローゼ合金（融点１００℃）、ウッド
合金（融点６５℃）などを用いることができるが、本発
明はこれらに限定されるものでなく、融点が１５０℃程
度のハンダ等、同等の低融点の金属であれば利用可能で
ある。電池の構成や使用状態によって任意のものが選択
される。常温で動作する電池の場合は易溶性の金属とし
て融点が１５０℃程度までの材料が好適に使用できると
考えられる。また封口補助材料には、熱によって上記開
口部の閉塞を損なうように変形する機能を有する、例え
ば形状記憶合金等が使用できる。電池温度が異常に上昇
した場合には易溶性合金が溶解することによって、この
部分が開口し、電池内部に発生したガスを短時間で確実
に外部へ逃がすことができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図面
を参照しながら以下に説明する。図１の１は正極端子、
２は負極端子、３はゴム材料で構成した所定内圧で作動
する安全弁、４はステンレス鋼製の電池容器、５は電池
容器４上面である蓋に設けられた高温で作動する安全装
置である。図１における、高温で作動する安全装置５の
Ａ−Ａ断面図を図２に示す。電池容器４に発電要素を挿
入し、蓋を被せる前に、蓋に設けた開口部下面を覆いな
がら易溶性金属６（ニュートン合金）の溶湯を開口部に
注入し、自然冷却、固化させ、封口した状態である。
を参照しながら以下に説明する。図１の１は正極端子、
２は負極端子、３はゴム材料で構成した所定内圧で作動
する安全弁、４はステンレス鋼製の電池容器、５は電池
容器４上面である蓋に設けられた高温で作動する安全装
置である。図１における、高温で作動する安全装置５の
Ａ−Ａ断面図を図２に示す。電池容器４に発電要素を挿
入し、蓋を被せる前に、蓋に設けた開口部下面を覆いな
がら易溶性金属６（ニュートン合金）の溶湯を開口部に
注入し、自然冷却、固化させ、封口した状態である。
【０００６】発電要素には、正極にコバルト酸リチウ
ム、負極にグラファイト、電解液にリチウム塩を含む有
機溶媒を用いた。この電池は容量１０Ａｈのいわゆるリ
チウムイオン二次電池である。
ム、負極にグラファイト、電解液にリチウム塩を含む有
機溶媒を用いた。この電池は容量１０Ａｈのいわゆるリ
チウムイオン二次電池である。
【０００７】
【実施例】上記発明の実施の形態で説明した電池（実施
例１）及び後述する実施例２、３、比較例１の電池を作
製し、本発明の有効性を実証する。 （実施例２の電池の作製）高温で作動する安全装置５と
して、図３（図１におけるＡ−Ａ断面図に対応）に示す
ように電池容器の蓋開口部周縁に金属製の封口補助材料
７としてステンレス鋼板を載置し、開口部を塞いだ後、
易溶性金属６（ニュートン合金）を溶かし、開口部とス
テンレス鋼板との隙間を埋めて封口したものを用いた以
外は実施例１と同条件でリチウムイオン二次電池を作製
した。この電池の封口部の作製は、電池容器に発電要素
を挿入し、蓋を被せたた後でも可能である。易溶性金属
６が溶融状態で電池内に入り込む心配がないからであ
る。
例１）及び後述する実施例２、３、比較例１の電池を作
製し、本発明の有効性を実証する。 （実施例２の電池の作製）高温で作動する安全装置５と
して、図３（図１におけるＡ−Ａ断面図に対応）に示す
ように電池容器の蓋開口部周縁に金属製の封口補助材料
７としてステンレス鋼板を載置し、開口部を塞いだ後、
易溶性金属６（ニュートン合金）を溶かし、開口部とス
テンレス鋼板との隙間を埋めて封口したものを用いた以
外は実施例１と同条件でリチウムイオン二次電池を作製
した。この電池の封口部の作製は、電池容器に発電要素
を挿入し、蓋を被せたた後でも可能である。易溶性金属
６が溶融状態で電池内に入り込む心配がないからであ
る。
【０００８】（実施例３の電池の作製）高温で作動する
安全装置５として、図４（図１におけるＡ−Ａ断面図に
対応）に示すように電池容器の蓋開口部周縁に、金属製
の封口補助材料７として温度上昇によって開口部の閉塞
を損なうように変形する、チタン（Ｔｉ）とニッケル
（Ｎｉ）を組成比で５０：５０とする形状記憶合金を用
いた以外は実施例２の電池と同条件でリチウムイオン二
次電池を作製した。但し、溶融した易溶性合金６の温度
の影響を極力受けないように、形状記憶合金を冷却しな
がら封口作業を行った。
安全装置５として、図４（図１におけるＡ−Ａ断面図に
対応）に示すように電池容器の蓋開口部周縁に、金属製
の封口補助材料７として温度上昇によって開口部の閉塞
を損なうように変形する、チタン（Ｔｉ）とニッケル
（Ｎｉ）を組成比で５０：５０とする形状記憶合金を用
いた以外は実施例２の電池と同条件でリチウムイオン二
次電池を作製した。但し、溶融した易溶性合金６の温度
の影響を極力受けないように、形状記憶合金を冷却しな
がら封口作業を行った。
【０００９】（従来例１の電池の作製）高温で作動する
安全装置５を設けない以外は実施例１の電池と同条件で
リチウムイオン二次電池を作製した。つまり、この電池
の電池容器にはゴム材料で構成した所定内圧で作動する
安全弁３以外の開口部は存在しない。
安全装置５を設けない以外は実施例１の電池と同条件で
リチウムイオン二次電池を作製した。つまり、この電池
の電池容器にはゴム材料で構成した所定内圧で作動する
安全弁３以外の開口部は存在しない。
【００１０】（実験１）実施例１〜３、従来例１の電池
それぞれ１００個を完全充電した後に直径２ｍｍの銅線
を用い、正極端子と負極端子をショートさせた。そのと
き電池内で過剰に発生したガスが排出された箇所を調査
し、その結果を表１に示す。表中の「高圧作動」とは安
全弁３からガスが排出されたもの、「高温作動」とは易
溶性金属を用いた安全装置５からガスが排出されたも
の、「電池破裂」とは電池容器が破裂した部分からガス
が排出されたものを意味し、表中の数字はそれぞれの個
数を示す。
それぞれ１００個を完全充電した後に直径２ｍｍの銅線
を用い、正極端子と負極端子をショートさせた。そのと
き電池内で過剰に発生したガスが排出された箇所を調査
し、その結果を表１に示す。表中の「高圧作動」とは安
全弁３からガスが排出されたもの、「高温作動」とは易
溶性金属を用いた安全装置５からガスが排出されたも
の、「電池破裂」とは電池容器が破裂した部分からガス
が排出されたものを意味し、表中の数字はそれぞれの個
数を示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】表１の結果から、ほとんどの場合において
ガスは安全弁３から排出されている。しかし、従来例１
では電池ケースの破裂が７件認められたのに対して、実
施例１〜３の電池は易溶性金属を用いた安全装置５によ
って電池ケースの破裂を完全防止できていることがわか
る。
ガスは安全弁３から排出されている。しかし、従来例１
では電池ケースの破裂が７件認められたのに対して、実
施例１〜３の電池は易溶性金属を用いた安全装置５によ
って電池ケースの破裂を完全防止できていることがわか
る。
【００１３】（実験２）実施例１〜３、従来例１の電池
それぞれ１００個を、充電器が故障したことを仮定して
２．０Ｃの電流で５時間充電した。そのとき電池内で過
剰に発生したガスが排出された箇所を調査し、その結果
を表２に示す。
それぞれ１００個を、充電器が故障したことを仮定して
２．０Ｃの電流で５時間充電した。そのとき電池内で過
剰に発生したガスが排出された箇所を調査し、その結果
を表２に示す。
【００１４】
【表２】
【００１５】表２の結果から、ほとんどの場合において
ガスは安全弁３から排出されている。しかし、従来例１
では電池ケースの破裂が４件認められたのに対して、実
施例１〜３の電池は易溶性金属を用いた安全装置５によ
って電池ケースの破裂を完全防止できていることがわか
る 本実施例では電池容器全体に金属製のものを用いている
が、公知の鉛蓄電池のように電池容器がプラスチック材
のものを用いた電池に対しても適用可能である。また本
実施例では電池としてリチウムイオン二次電池を用いて
いるが、他の電池系にも適用可能である。但し、リチウ
ムイオン二次電池は短絡等を起こすと過剰に発熱しやす
いので、最も適した電池系であると考えられる。また本
実施例２では金属製の封口補助材料７としてステンレス
鋼板を用いているが、他の金属も適用可能である。また
本実施例３では金属製の封口補助材料７としてチタンと
ニッケルを組成比で５０：５０とする形状記憶合金を用
いているが、本発明の効果が得られるものであれば他
の、熱の上昇によって開口部の閉塞を損なうように変形
する金属材料も用いることができる。
ガスは安全弁３から排出されている。しかし、従来例１
では電池ケースの破裂が４件認められたのに対して、実
施例１〜３の電池は易溶性金属を用いた安全装置５によ
って電池ケースの破裂を完全防止できていることがわか
る 本実施例では電池容器全体に金属製のものを用いている
が、公知の鉛蓄電池のように電池容器がプラスチック材
のものを用いた電池に対しても適用可能である。また本
実施例では電池としてリチウムイオン二次電池を用いて
いるが、他の電池系にも適用可能である。但し、リチウ
ムイオン二次電池は短絡等を起こすと過剰に発熱しやす
いので、最も適した電池系であると考えられる。また本
実施例２では金属製の封口補助材料７としてステンレス
鋼板を用いているが、他の金属も適用可能である。また
本実施例３では金属製の封口補助材料７としてチタンと
ニッケルを組成比で５０：５０とする形状記憶合金を用
いているが、本発明の効果が得られるものであれば他
の、熱の上昇によって開口部の閉塞を損なうように変形
する金属材料も用いることができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によりショートや充電器の故障な
どによって、電池の温度が急激に上昇した場合でも、確
実に電池内部に発生したガスを逃がすことのできる電池
を提供することができた。
どによって、電池の温度が急激に上昇した場合でも、確
実に電池内部に発生したガスを逃がすことのできる電池
を提供することができた。
【図１】本発明による電池の一例の斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図の一例である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図の一例である。
【図４】図１におけるＡ−Ａ断面図の一例である。
１．正極端子 ２．負極端子 ３．安全弁 ４．電池容器 ５．安全装置 ６．易溶性金属 ７．補助材料
Claims (5)
- 【請求項１】電池容器内部に正極板、負極板、電解液、
セパレータからなる発電素子を有する電池において、電
池容器の一部に開口部を有し、当該開口部が易溶性金属
で封口されていることを特徴とする電池。 - 【請求項２】電池容器内部に正極板、負極板、電解液、
セパレータからなる発電素子を有する電池において、電
池容器の一部に開口部を有し、少なくとも電池容器開口
部周縁が金属からなり、開口部が金属製の封口補助材料
によって塞がれ、当該封口補助材料と前記電池容器が、
溶融した易溶性金属の固化により接合されていることを
特徴とする電池。 - 【請求項３】封口補助材料が熱の上昇によって開口部の
閉塞を損なうように変形するものであることを特徴とす
る請求項２記載の電池。 - 【請求項４】易溶性金属の融点が６５℃〜１５０℃であ
る請求項２又は３記載の電池。 - 【請求項５】電池がリチウムイオン二次電池である請求
項１〜４のいずれかに記載の電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8218456A JPH1064497A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 電 池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8218456A JPH1064497A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 電 池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1064497A true JPH1064497A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=16720197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8218456A Pending JPH1064497A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 電 池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1064497A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101237289B1 (ko) | 2011-06-16 | 2013-02-27 | 주식회사 엘엔피 | 안전배기 조립체와 그 제조 방법 및 이를 포함하는 전지 |
| WO2017110059A1 (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| CN110429214A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-08 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 二次电池的盖组件及二次电池 |
| WO2022085682A1 (ja) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | 株式会社村田製作所 | 二次電池 |
| CN114883709A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-08-09 | 厦门海辰新能源科技有限公司 | 电池的盖板组件、电池和电池模组 |
| US11522249B2 (en) | 2018-12-07 | 2022-12-06 | Lg Energy Solution, Ltd. | Pouch-type battery cell including venting member and battery pack including the same |
-
1996
- 1996-08-20 JP JP8218456A patent/JPH1064497A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101237289B1 (ko) | 2011-06-16 | 2013-02-27 | 주식회사 엘엔피 | 안전배기 조립체와 그 제조 방법 및 이를 포함하는 전지 |
| WO2017110059A1 (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| CN108352479A (zh) * | 2015-12-25 | 2018-07-31 | 松下知识产权经营株式会社 | 非水电解质二次电池 |
| JPWO2017110059A1 (ja) * | 2015-12-25 | 2018-10-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| US11522249B2 (en) | 2018-12-07 | 2022-12-06 | Lg Energy Solution, Ltd. | Pouch-type battery cell including venting member and battery pack including the same |
| CN110429214A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-08 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 二次电池的盖组件及二次电池 |
| US11637348B2 (en) | 2019-08-07 | 2023-04-25 | Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Cover assembly of secondary battery and secondary battery |
| WO2022085682A1 (ja) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | 株式会社村田製作所 | 二次電池 |
| CN114883709A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-08-09 | 厦门海辰新能源科技有限公司 | 电池的盖板组件、电池和电池模组 |
| CN114883709B (zh) * | 2022-05-24 | 2023-10-17 | 厦门海辰储能科技股份有限公司 | 电池的盖板组件、电池和电池模组 |
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