JPH1173935A - 安全弁を備える密閉型蓄電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造の安全弁を、正確な圧力で確実に
開弁して、信頼性を向上させる。 【解決手段】 密閉型蓄電池は、封口板１または外装缶
４に安全弁３を装備する。安全弁３は、封口板１や外装
缶４の弁孔５を閉塞するように金属箔２を密着してい
る。電池の内圧が設定圧よりも高くなると金属箔２が破
壊されて、弁孔５が開弁される。金属箔２は、封口板１
または外装缶４の内面に密着されており、電池の内圧で
封口板１や外装缶４の内面に押圧される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池内圧が異常に
上昇したときに開弁して、電池の破損を防止する安全弁
を備える密閉型蓄電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】リチウムイオン二次電池等の密閉型蓄電
池は、外装缶の開口部を閉塞する封口板に安全弁を設け
ている。安全弁は、電池内部にガスが発生して、内部の
圧力が異常に上昇したときに開弁されて、電池内部のガ
スを外装缶の外に放出し、内圧で外装缶が破裂するのを
防止する。安全弁を設けないと、内圧が異常に上昇した
ときに、外装缶の開口部を気密に閉塞している封口部が
破裂する。封口部の強度が他の部分よりも弱いからであ
る。高圧の気体に押されて外装缶の封口板が破損する
と、その衝撃は液体に押圧されるのに比較して相当に大
きくなることがある。液体は圧縮性がないので、極微量
を排出して圧力を急激に低下できるが、気体は圧縮性が
あるので、微量を排出しても直ちに圧力が低下せず、封
口部に連続して高い圧力が作用して破損させるからであ
る。

【０００３】密閉型の蓄電池は、異常な状態で使用され
ると一時的に内圧が上昇することがある。たとえば、大
電流で放電したり、あるいは過充電したりすると外装缶
の内部でガスが発生して、電池内圧が上昇することがあ
る。このとき、安全弁を開弁してガスを排出する必要が
ある。

【０００４】安全弁は、自己復帰するものと、自己復帰
しないものがある。自己復帰する安全弁を備える電池
は、安全弁を開弁させた後も、閉弁して再使用できる特
長がある。ただ、この構造の安全弁は、内圧で弁体を移
動させて開閉させるので、何らかの原因で弁体が移動し
ないことがある。この状態になると、電池の内圧が設定
圧より高くなっても開弁されなくなる。このため、設定
圧よりも高い内圧になったときに、安全弁を確実に開弁
する信頼性に問題が生じる。

【０００５】自己復帰しない安全弁は、内圧が異常に高
くなったときに、確実に開弁できる特長がある。機械的
な可動部分がなく、外装缶の一部の薄く加工した部分を
破断させるからである。ただ、この構造の安全弁は、開
弁する設定圧を正確に調整するのが極めて難しい欠点が
ある。外装缶の一部を薄く加工して、この部分を破断し
て開弁させるので、薄く加工する部分の厚さが少しでも
変化すると、破断される圧力が大幅に変化するからであ
る。さらに、薄く加工する部分の厚さが極めて薄いこと
も、加工を難しくしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この弊害を解消するた
めに、図１に示すように、封口板１の弁孔５に金属箔２
を密着した構造の安全弁３が開発されている（特開平７
−０５０１５９号公報）。この構造の安全弁３は、金属
箔２の膜厚を調整して、開弁圧力を調整できる。金属箔
２は、一定の厚さに製造できるので、破断される力を正
確に調整できる。ただ、この構造の安全弁３は、実際に
は正確な圧力で金属箔２を破断させるのが極めて難し
い。それは、金属箔２を理想的な状態で剥離しないよう
に封口板１に密着して固定するのが難しいからである。
金属箔２は、電池の内圧が上昇したときに、図１の鎖線
で示すように、封口板１の表面から剥離して大きく変形
することがある。金属箔２がこの形状に変形すると、金
属箔２に作用する応力が変動して、破断される内圧が変
動してしまう。とくに、金属箔２として最適な材料であ
るアルミニウム箔は、クラッド加工等の方法で封口板１
に密着されるが、アルミニウムは表面に酸化膜ができや
すく、この酸化膜が、封口板１への確実な密着を阻害す
る。このため、金属箔２を封口板１に剥離しない理想的
な状態で密着するのは難しく、金属箔２の剥離現象が安
全弁３の開弁圧を変動させる。

【０００７】さらに、図１に示すように、金属箔２を封
口板１の上面に接着している電池は、破断されやすい金
属箔２に異物が衝突して破断されることがある。このこ
とは、製造される電池の歩留を低下させる。

【０００８】本発明は、さらにこの欠点を解決すること
を目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、正
確な圧力で確実に開弁できる安全弁を備える密閉型蓄電
池を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の密閉型蓄電池
は、外装缶４の開口部を、安全弁３を備える封口板１で
閉塞し、あるいは外装缶４に安全弁３を設けている。安
全弁３は、弁孔５を有し、この弁孔５を金属箔２で閉塞
するように密着している。金属箔２は、電池の内圧が設
定圧よりも高くなると破壊されて、弁孔５を開弁して、
電池の内圧を低下させる。

【００１０】さらに、本発明の密閉型蓄電池は、金属箔
２を封口板１、または外装缶４の内面に密着して、電池
の内圧で、封口板１や外装缶４の内面に強く押圧する独
特の構造としている。この構造の金属箔２は、封口板１
や外装缶４の内面に押し付けられて剥離しないで破断さ
れる。このため、金属箔２が剥離して、弁孔５の実質的
な内径が変動することがなく、一定の応力で破断される
金属箔２は、一定の大きさに開口する弁孔５に作用する
圧力で確実に破断される。

【００１１】さらに、本発明の請求項２の密閉型蓄電池
は、封口板１と外装缶４と金属箔２を、アルミニウムま
たはアルミニウム合金とする。また、請求項３の密閉型
蓄電池は、封口板１と外装缶４をアルミニウム合金とし
て、金属箔２をアルミニウム箔とする。アルミニウム合
金の封口板１や外装缶４は、十分な強度があって変形し
難く、破断応力の小さいアルミニウム箔は、設定圧にな
ると確実に破断される。

【００１２】さらにまた本発明の請求項４の密閉型蓄電
池は、安全弁３の弁孔５をプレス加工して開口した貫通
孔としている。弁孔５を開口するプレス金型は、金属箔
２の密着面から内側に向かってプレス加工して弁孔５を
開口する。この方向にプレス加工して開口される弁孔５
は、図２の拡大断面図に示すように、加工時のバリ６が
外側に突出し、弁孔５の内面周縁は面取りされた形状と
なる。このため、加工時にできるバリ６が金属箔２を突
いて破断させることがなく、金属箔２は電池の内圧で変
形されて、設定圧で正確に破断される。

【００１３】また、本発明の請求項５の密閉型蓄電池
は、金属箔２と密着する弁孔５の開口縁を研削して面取
りしている。この形状の安全弁も、バリが金属箔２を突
いて破断させることがなく、金属箔２は内圧で変形され
て、設定圧で正確に破断される。

【００１４】さらにまた、本発明の請求項６の密閉型蓄
電池は、金属箔２を、封口板１や外装缶４にクラッド加
工して密着し、請求項７の密閉型蓄電池は、金属箔２に
プラスチック層をラミネートし、このプラスチック層を
介して金属箔２を封口板１や外装缶４に密着している。

【００１５】また、本発明の請求項８の密閉型蓄電池
は、封口板１を、本体プレート１Ａと、本体プレート１
Ａに固定された弁プレート１Ｂで構成している。封口板
１は、本体プレート１Ａと弁プレート１Ｂを貫通して、
弁孔５を開口している。さらに、弁孔５を閉塞するよう
に、金属箔２を弁プレート１Ｂに固定している。

【００１６】さらにまた、本発明の請求項９の密閉型蓄
電池は、外装缶４を、外装缶本体４Ａと、この外装缶本
体４Ａに固定されてなる弁孔５を開口している弁プレー
ト４Ｂで構成している。弁プレート４Ｂの弁孔５を閉塞
するように、金属箔２を弁プレート４Ｂに密着して固定
している。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態
は、本発明の技術思想を具体化するための密閉型蓄電池
を例示するものであって、本発明は密閉型蓄電池を下記
のものに特定しない。

【００１８】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施の形態に示される部材に対応
する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を
解決するための手段の欄」に示される部材に付記してい
る。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形
態の部材に特定するものでは決してない。

【００１９】図３の断面図に示す密閉型蓄電池は、リチ
ウムイオン二次電池である。ただ、本発明は、密閉型蓄
電池をリチウムイオン二次電池に特定しない。密閉型蓄
電池は、ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電
池とすることもできる。

【００２０】図３に示す密閉型蓄電池は角形電池であ
る。密閉型蓄電池は、外装缶４を封口板１で気密に密閉
している。封口板１で密閉される外装缶４は、内部に電
極体７を内蔵している。電極体７は、正極板と負極板と
をセパレータを介して積層して非真円形の渦巻状に巻回
したものである。正極板と負極板は、電極リード８を介
して、封口板１に設けている正極集電タブ９と負極集電
タブ１０に接続されている。正極集電タブ９は、直接に
封口板１の本体プレート１Ａに溶接して固定され、負極
集電タブ１０は絶縁ガスケツト１１を介して封口板１の
本体プレート１Ａに気密に固定されている

【００２１】電極体は、最外周の電極を外装缶の内面に
電気的に接触させることもできる。リチウムイオン二次
電池は、電極体の最外周を通常は正極とする。したがっ
て、最外周の電極を外装缶に接触させる密閉型蓄電池
は、外装缶を正極とする。

【００２２】封口板１と外装缶４は、同じ材質のアルミ
ニウム合金で製作される。封口板１は外装缶４の開口部
に圧入され、レーザー溶接等の方法で、外装缶４と封口
板１の境界を気密に溶着している。図に示す封口板１
は、レーザー溶接して外装缶４に固定しているが、外装
缶４の開口部をかしめて、封口板１を外装缶４に気密に
固定することもできる。

【００２３】外装缶４と封口板１のアルミニウム合金
は、マンガンの含有量を０．５ｗｔ％〜２．５ｗｔ％、
マグネシウムの含有量を０〜１．８ｗｔ％以下とするも
のが最適である。マンガンとマグネシウムがこの範囲に
あるアルミニウム合金として、日本工業規格（ＪＩＳ）
の合金番号で、Ａ３０００系合金と、Ａ２０００系合金
が使用できる。ＪＩＳの合金番号の最初のＡは、アルミ
ニウム合金であることを示す。４桁数字の第１位は合金
のグループ名である。第２位の数字は基本合金からの変
形を示す。第３位と第４位は合金の純度等の識別を示
す。

【００２４】Ａ３０００系合金は、非熱処理型合金であ
る。Ａ２０００系合金は熱処理型合金である。これ等の
アルミニウム合金は、冷間加工であるインパクト加工で
加工硬化して所定の強度にできる。Ａ３０００系合金
は、加工硬化の度合によって、硬質、半硬質と調質を調
整できる。加工硬化の調質は、調質記号Ｈ1nで表され
る。ｎは１〜９の数値で、１／８硬質であるｎ＝１から
次第に硬質になり、ｎ＝８が硬質、ｎ＝９は超硬質であ
ることを示す。ｎが大きくなって硬質になると、引張強
度が増加する。アルミニウム合金は、加工硬化後に長い
時間が経過すると強度が低下する。この弊害を防止する
ために、冷間加工であるインパクト加工の後、約１５０
℃で安定化処理する。加工硬化後に安定化処理をしたア
ルミニウム合金の調質はＨ3nで示される。Ａ２０００系
合金は時効析出によって所定の強度にできるもので、焼
入れ、焼戻しができる。Ａ２０００系合金は、熱処理等
で調質される調質記号としてＴ3、Ｔ4等の符号が付され
る。Ｔ4は、溶体化処理後に常温時効の終了した調質を
示し、Ｔ3は、溶体化処理後に冷間加工して常温時効さ
せたもので、冷間加工は、Ｔ4材に比較して強度を向上
させて寸法精度を向上させる目的で行われる。

【００２５】Ａ３０００系合金として、Ａ３００３、Ａ
３２０３、Ａ３００４、Ａ３１０４、Ａ３００５、Ａ３
１０５のアルミニウム合金が使用できる。Ａ２０００系
合金として、Ａ２０１４、Ａ２０１７、Ａ２０２４、Ａ
２０２５系合金が使用できる。Ａ３０００系合金は、下
記の金属を含有し、残余は全てアルミニウムである。 Ａ３００３…Mn 1.0-1.5wt%、 Si 0.6wt%以下、 Fe 0.7wt%以下、 Cu 0.05-0.20wt%、 Zn 0.1wt%以下、 アルミニウム以外のその他の金属の総量 0.15wt%以下、 Ａ３２０３…Mn 1.0-1.5wt%、 Si 0.6wt%以下、 Fe 0.7wt%以下、 Cu 0.05wt%以下、 Zn 0.1wt%以下、 その他のアルミニウム以外の金属 0.15wt%以下、 Ａ３００４…Mn 1.0-1.5wt%、 Si 0.3wt%以下、 Fe 0.7wt%以下、 Cu 0.25wt%以下、 Mg 0.8-1.3wt%、 Zn 0.25wt%以下、 その他のアルミニウム以外の金属 0.15wt%以下、 Ａ３１０４…Mn 0.8-1.4wt%、 Si 0.6wt%以下、 Fe 0.8wt%以下、 Cu 0.05-0.25wt%以下、 Mg 0.8-1.3wt%、 Zn 0.25wt%以下、 Ca 0.05以下、 V 0.05以下、 Ti 0.10以下、 その他のアルミニウム以外の金属 0.15wt%以下、 Ａ３００５…Mn 1.0-1.5wt%、 Si 0.6wt%以下、 Fe 0.7wt%以下、 Cu 0.30wt%以下 Mg 0.20-0.6wt% Zn 0.25wt%以下、 Cr 0.10wt%以下、 Ti 0.10以下、 その他のアルミニウム以外の金属 0.15wt%以下、 Ａ３１０５…Mn 0.30-0.8wt%、 Si 0.6wt%以下、 Fe 0.7wt%以下、 Cu 0.30wt%以下 Mg 0.20-0.8wt% Zn 0.40wt%以下、 Cr 0.10wt%以下、 Ti 0.10以下、 その他のアルミニウム以外の金属 0.15wt%以下、

【００２６】Ａ２０００系合金は、下記の金属を含有
し、残余は全てアルミニウムである。 Ａ２０１４…Mn 0.40-1.2wt%、 Si 0.50-1.2wt%、 Fe 0.7wt%以下、 Cu 3.9-5.0wt%、 Mg 0.20-0.8wt% Zn 0.25wt%以下、 Cr 0.10wt%以下、 Ti+Zr 0.20wt%以下、 その他のアルミニウム以外の金属 0.15wt%以下、 Ａ２０１７…Mn 0.40-1.0wt%、 Si 0.20-0.8wt%、 Fe 0.7wt%以下、 Cu 3.5-4.5wt% Mg 0.40-0.8wt% Zn 0.25wt%以下、 Cr 0.10wt%以下、 Ti+Zr 0.2wt% 以下、 その他のアルミニウム以外の金属 0.15wt%以下、 Ａ２０２４…Mn 0.30-0.9wt%、 Si 0.5wt%以下、 Fe 0.50wt%、 Cu 3.8-4.9wt% Mg 1.2-1.8wt%、 Zn 0.25wt%、 Cr 0.10wt%以下、 Ti+Zr 0.20wt%以下、 その他のアルミニウム以外の金属 0.15wt%以下、

【００２７】アルミニウム以外の金属を前記の範囲とす
るＡ３０００系合金の標準化学組成は下記の通りであ
る。

【００２８】アルミニウム以外の金属を前記の範囲とす
るＡ２０００系合金の標準化学組成は下記の通りであ
る。 Ａ２０１４……Mn 0.8wt%、 Cu 4.4wt%、 Mg 0.5wt%、 Si 0.8wt% Ａ２０１７……Mn 0.7wt%、 Cu 4.0wt%、 Mg 0.6wt%、 Si 0.5wt% Ａ２０２４……Mn 0.6wt%、 Cu 4.5wt%、 Mg 1.5wt%、

【００２９】外装缶４と封口板１をアルミニウム合金で
製作した密閉型蓄電池は、外装缶４と封口板１とを軽く
て強靱にできる特長がある。ただ、本発明の密閉型蓄電
池は、外装缶４と封口板１とをアルミニウム合金に特定
しない。外装缶４と封口板１は、アルミニウム等の金属
やステンレスで製作することもできる。

【００３０】封口板１は、電池の内圧が異常に上昇した
ときに開く安全弁３と、電極リード８を介して電極体７
に連結される正極集電タブ９と負極集電タブ１０とを備
える。安全弁３は、図４の拡大断面図に示すように、電
池の内圧が設定圧よりも高くなると破壊される金属箔２
を有する。金属箔２は、封口板１の弁プレート１Ｂに固
定される。金属箔２は、封口板１の弁孔５を気密に閉塞
している。

【００３１】金属箔２は、電池の内圧が１０〜２０ｋｇ
／ｃｍ²の設定圧になると破断される厚さ、たとえば、
２０〜３０μｍのアルミニウム箔である。金属箔２をア
ルミニウム箔とし、封口板１をアルミニウム合金とする
密閉型蓄電池は、封口板１を軽く強くして、金属箔２を
確実に破断できる特長がある。それは、破断させる金属
箔２に、破れやすいアルミニウム箔を使用し、変形しな
い強度が要求される封口板１に、強靱なアルミニウム合
金を使用しているからである。

【００３２】ただ、本発明の密閉型蓄電池は、安全弁３
の金属箔２をアルミニウム箔に限定しない。金属箔に
は、たとえば、ステンレス箔やチタン箔等の金属箔も使
用できる。金属箔にステンレス箔を使用する密閉型蓄電
池は、封口板と外装缶もステンレス製とする。金属箔と
封口板と外装缶とは、同じ金属、あるいは同じ金属の合
金とする。封口板をアルミニウム合金として、金属箔を
アルミニウム箔とする電池は、リチウムイオン二次電池
において、外装缶を正極にできる。金属箔と封口板と外
装缶をステンレス製とする密閉型蓄電池は、外装缶を負
極とする。鉄製の外装缶を正極にすると、溶解されるか
らである。

【００３３】弁プレート１Ｂは、周囲を気密にレーザー
溶接して本体プレート１Ａに固定される。弁プレート１
Ｂを固定するために、図に示す本体プレート１Ａは貫通
孔を設けている。本体プレート１Ａの貫通孔に弁プレー
ト１Ｂを入れ、弁プレート１Ｂと貫通孔の境界にレーザ
ーを照射して、弁プレート１Ｂを本体プレート１Ａに気
密に溶着している。

【００３４】図３と図４に示す封口板１は、本体プレー
ト１Ａに設けた貫通孔に弁プレート１Ｂを入れて固定し
ている。弁プレート１Ｂは、図５に示すように、本体プ
レート１Ａの下面に固定することもできる。本体プレー
ト１Ａに弁プレート１Ｂを積層して固定する封口板１
は、本体プレート１Ａと弁プレート１Ｂを貫通して、弁
孔５を設ける。

【００３５】弁孔５は、たとえば、開口面積を約４〜
４．５ｍｍ²とする円形に開口される。ただ、弁孔５の
開口面積は、３〜５ｍｍ²とすることもできる。弁孔５
が小さすぎると、金属箔２に作用する応力が小さくなっ
て、金属箔２を破断する設定圧が高くなってしまう。こ
のため、弁孔５を閉塞する金属箔２を極めて薄くする必
要がある。とくに薄い金属箔２は、引張強度が極めて弱
く、製造工程で破れやすくなる。反対に弁孔５を大きく
すると、製造工程で、弁孔５に異物が衝突して破断され
る確率が高くなる。

【００３６】弁プレート１Ｂは、弁孔５の下面を閉塞す
るように、下面に金属箔２を密着している。金属箔２
は、クラッド加工して弁プレート１Ｂに密着して固定さ
れる。図６は、金属箔２の密着された弁プレート１Ｂを
製造する工程を示す。この図は下記の工程で弁プレート
１Ｂを製造している。 弁プレート１Ｂとなる金属板に、プレス金型（図示
せず）でもって、一定の間隔で弁孔５を開口する。 弁孔５を開口した金属板の片面に、金属箔２をクラ
ッド加工して圧接させる。金属箔２にアルミニウム箔を
使用する場合、金属箔２を真空中で、あるいは不活性ガ
ス中でクラッド加工して金属板に圧接させる。アルミニ
ウム箔の表面が酸化アルミニウムとなるのを防止して、
確実にアルミニウム箔を金属板にクラッド加工して圧接
するためである。

【００３７】金属箔２は、弁孔５を開口するときに、プ
レス金型を挿入される側に密着される。図６において、
プレス金型が、金属板の上から下に貫通させて弁孔５を
開口するとき、金属箔２は金属板の上面に密着される。
さらに、このとき、図７に示すように、弁孔５の開口縁
を研磨して面取りし、この部分に研磨面１２を設ける
と、ここに密着される金属箔２が、弁孔５の開口縁で破
断されることがなく、金属箔２は、設定圧で正確に破断
される。

【００３８】 金属箔２をクラッド加工して圧制した
金属板を、弁孔５よりも大きな円形にカットして、弁孔
５を金属箔２で閉塞した弁プレート１Ｂを製作する。

【００３９】 このようにして製作された弁プレート
１Ｂは、その周囲をレーザー溶接して、本体プレート１
Ａに気密に固定される。

【００４０】さらに、密閉型蓄電池は、図８に示すよう
に、弁プレート１Ｂと本体プレート１Ａとの間に金属箔
２を挟着して、封口板１の内面に金属箔２を密着するこ
ともできる。この構造の封口板１は、金属箔２を弁プレ
ート１Ｂに固定し、あるいは、金属箔２を弁プレート１
Ｂに固定することなく、金属箔２を封口板の内面に固定
できる。弁プレート１Ｂは、周囲を本体プレート１Ａに
レーザー等で溶着し、あるいは接着材を介して本体プレ
ート１Ａに気密に固定される。

【００４１】以上の密閉型蓄電池は、封口板に安全弁を
設けている。本発明の密閉型蓄電池は、図９に示すよう
に、外装缶４に安全弁を設けることもできる。安全弁
は、外装缶の底面、または側面に設けられる。外装缶４
に設ける安全弁３は、以上に述べた封口板の安全弁と同
じ構造とすることができる。この図に示す安全弁は、外
装缶本体４Ａに設けた貫通孔に、金属箔２を密着してい
る弁プレート４Ｂを嵌入して固定している。外装缶本体
４Ａの貫通孔は、内面の開口縁にフランジ１３を設けて
いる。この貫通孔は、フランジ１３に弁プレート４Ｂを
載せて、定位置に保持して、外部からレーザーを照射し
て、弁プレート４Ｂを外装缶本体４Ａに溶着している。
ただし、弁プレート４Ｂは、図のフランジ１３を設ける
ことなく、外装缶本体と同一平面に固定することもでき
る。金属箔を固定している弁プレートは、封口板に固定
している弁プレートと同じようにして製作できる。

【００４２】以上の密閉型蓄電池は、金属箔を弁プレー
トに密着し、弁プレートを封口板や外装缶に固定してい
る。この構造は、安価に多量生産できる特長がある。そ
れは、金属板に金属箔２をクラッド加工して圧接する面
積を小さくして、封口板１や外装缶４の弁孔５を金属箔
２で閉塞できるからである。

【００４３】ただ、本発明の密閉型蓄電池は、弁プレー
トに金属箔を密着することなく、封口板や外装缶に直接
に金属箔をクラッド加工して圧接することもできる。さ
らに、本発明の密閉型蓄電池は、金属箔をクラッド加工
して密着するのに代わって、接着剤を使用して金属箔を
封口板や外装缶に密着し、あるいは、弁プレートの表面
に密着することもできる。さらにまた、金属箔は、ラミ
ネートしたプラスチック層を介して弁プレートや本体プ
レートに密着することもできる。熱可塑性のプラスチッ
ク層をラミネートした金属箔は、プラスチック層を加熱
溶融して、金属箔を封口板や外装缶に密着できる。

【００４４】

【発明の効果】本発明の密閉型蓄電池は、安全弁を極め
て簡単な構造として、正確な圧力で確実に開弁でき、異
常時における安全性を極めて高くして、多量製作される
密閉型蓄電池の信頼性を著しく改善できる特長がある。
それは、本発明の密閉型蓄電池が、封口板や外装缶に開
口している弁孔を、圧力で破断される金属箔で閉塞して
いることに加えて、この金属箔を、封口板や外装缶の内
面に密着しているからである。封口板や外装缶の内面に
密着している金属箔は、電池の内圧で封口板等の内面に
押圧される。このため、金属箔の密着状態が不完全であ
っても、金属箔が封口板や外装缶から剥離することがな
い。封口板や外装缶から剥離しない金属箔は、弁孔の開
口部に作用する圧力のみが作用して、圧力を受ける面積
や、変形される形態が変動することがない。このため、
金属箔には、電池の内圧に比例する破断力が作用し、設
定圧になると確実に破断して、安全弁を開弁する。

【００４５】さらに、本発明の請求項２の密閉型蓄電池
は、金属箔をアルミニウムやアルミニウム合金とするの
で、金属箔を確実に破断できる特長がある。それは、ア
ルミニウムやアルミニウム合金の金属箔は、他の金属箔
に比較すると破断しやすいからである。さらに、金属箔
と封口板と外装缶をアルミニウムやその合金とする密閉
型蓄電池は、リチウムイオン二次電池の外装缶を正極と
して、外装缶の溶解を防止できる特長もある。

【００４６】さらにまた、本発明の請求項３の密閉型蓄
電池は、封口板と外装缶をアルミニウム合金として、金
属箔をアルミニウム箔とするので、外装缶を軽量にし
て、しかも、リチウムイオン二次電池に応用して外装缶
を正極にでき、さらに、封口板と外装缶を強くて変形し
ない構造として、金属箔を確実に破断できる特長があ
る。

【００４７】また、本発明の請求項４と請求項５の密閉
型蓄電池は、弁孔にできるバリが金属箔を破断すること
がなく、正確な設定圧で金属箔を確実に破断できる特長
がある。

【００４８】さらに、請求項６の密閉型蓄電池は、金属
箔をクラッド加工して封口板や外装缶に密着している。
クラッド加工は、接着剤やプラスチック等を介すること
なく、金属箔を封口板や外装缶に固定できる。このた
め、密閉型蓄電池を製造した状態で、金属箔を封口板や
外装缶に接着する部材が、電池の内部に悪い影響を与え
ることがなく、また、金属箔を簡単かつ確実に封口板や
外装缶に密着できる特長がある。

【００４９】また、請求項７の密閉型蓄電池は、金属箔
にプラスチック層をラミネートしているので、プラスチ
ック層に熱可塑性のプラスチックを使用して、簡単に金
属箔を封口板や外装缶に密着できる特長がある。

【００５０】請求項８の密閉型蓄電池は、封口板に弁プ
レートを設け、この弁プレートに金属箔を密着している
ので、小さい金属箔を小さい弁プレートに密着して、確
実に封口板に固定できる。この構造の密閉型蓄電池は、
たとえば、金属箔をクラッド加工して弁プレートに圧接
する方法において、クラッド加工する面積を小さくし
て、安価に多量生産できる特長がある。

【００５１】最後に、請求項９の密閉型蓄電池は、外装
缶に弁プレートを設け、この弁プレートに金属箔を密着
しているので、小さい金属箔を小さい弁プレートに密着
して、確実に外装缶に固定できる。この構造の密閉型蓄
電池は、たとえば、金属箔をクラッド加工して弁プレー
トに圧接する方法において、クラッド加工する面積を小
さくして、安価に多量生産できる特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の安全弁の構造を示す断面図

【図２】本発明の実施例にかかる封口板に開口された弁
孔を示す拡大断面図

【図３】本発明の実施例の安全弁を備える密閉型蓄電池
の縦断面図

【図４】図３に示す密閉型蓄電池の拡大断面図

【図５】本発明の他の実施例の密閉型電池の封口板の拡
大断面図

【図６】本発明の実施例にかかる弁プレートの製造工程
を示す一部断面斜視図

【図７】弁孔の開口縁を研磨して面取りした状態を示す
断面図

【図８】さらに他の実施例の密閉型電池の封口板の拡大
断面図

【図９】さらに他の実施例の密閉型電池の外装缶の拡大
断面図

【符号の説明】

１…封口板 １Ａ…本体プレート １Ｂ…弁
プレート ２…金属箔 ３…安全弁 ４…外装缶 ４Ａ…外装缶本体 ４Ｂ…弁
プレート ５…弁孔 ６…バリ ７…電極体 ８…電極リード ９…正極集電タブ １０…負極集電タブ １１…絶縁ガスケツト １２…研磨面 １３…フランジ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外装缶(4)の開口部を閉塞している封口
   板(1)、または外装缶(4)に、弁孔(5)を有する安全弁(3)
   を設けており、安全弁(3)の弁孔(5)を閉塞するように金
   属箔(2)を密着しており、電池の内圧が設定圧よりも高
   くなると金属箔(2)が破壊されて、弁孔(5)が開弁される
   ように構成されてなる安全弁を備える密閉型蓄電池にお
   いて、 金属箔(2)が封口板(1)、または外装缶(4)の内面に密着
   されてなることを特徴とする安全弁を備える密閉型蓄電
   池。
2. 【請求項２】 封口板(1)と外装缶(4)と金属箔(2)がア
   ルミニウムまたはアルミニウム合金である請求項１に記
   載の安全弁を備える密閉型蓄電池。
3. 【請求項３】 封口板(1)と外装缶(4)がアルミニウム合
   金で、金属箔(2)がアルミニウム箔である請求項２に記
   載の安全弁を備える密閉型蓄電池。
4. 【請求項４】 安全弁(3)の弁孔(5)がプレス加工して開
   口された貫通孔で、プレス金型が、金属箔(2)の密着面
   から内側に向かって封口板(1)をプレスして弁孔(5)を開
   口してなる請求項１に記載される安全弁を備える密閉型
   蓄電池。
5. 【請求項５】 金属箔(2)と密着する弁孔(5)の開口縁を
   研削して面取りしてなる請求項１に記載される安全弁を
   備える密閉型蓄電池。
6. 【請求項６】 金属箔(2)が、封口板(1)、または外装缶
   (4)にクラッド加工して密着されてなる請求項１に記載
   される安全弁を備える密閉型蓄電池。
7. 【請求項７】 金属箔(2)にプラスチック層がラミネー
   トされており、ラミネートされたプラスチック層を介し
   て、金属箔(2)が封口板(1)または外装缶(4)の内面に密
   着されてなる請求項１に記載される安全弁を備える密閉
   型蓄電池。
8. 【請求項８】 封口板(1)が、本体プレート(1A)と、こ
   の本体プレート(1A)に固定されてなる弁孔(5)を開口し
   ている弁プレート(1B)を有し、弁プレート(1B)の弁孔
   (5)を閉塞するように、金属箔(2)を密着して固定してな
   る請求項１に記載される安全弁を備える密閉型蓄電池。
9. 【請求項９】 外装缶(4)が、外装缶本体(4A)と、この
   外装缶本体(4A)に固定されてなる弁孔(5)を開口してい
   る弁プレート(4B)を有し、弁プレート(4B)の弁孔(5)を
   閉塞するように、金属箔(2)を密着して固定してなる請
   求項１に記載される安全弁を備える密閉型蓄電池。