JPH1194196A - 電池用防爆安全弁およびその製造方法 - Google Patents

電池用防爆安全弁およびその製造方法

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JPH1194196A
JPH1194196A JP9293106A JP29310697A JPH1194196A JP H1194196 A JPH1194196 A JP H1194196A JP 9293106 A JP9293106 A JP 9293106A JP 29310697 A JP29310697 A JP 29310697A JP H1194196 A JPH1194196 A JP H1194196A
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JP
Japan
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safety valve
explosion
safety
battery
plating
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JP9293106A
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English (en)
Inventor
Kiyoshizu Kinuta
精鎮 絹田
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OPUTONIKUSU SEIMITSU KK
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OPUTONIKUSU SEIMITSU KK
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    • 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
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 破壊圧力のばらつきが小さい信頼性の高い安
全弁を低コストで製造し、電池容器に安全弁を低コスト
で密封する製造技術を提供すること。 【解決手段】 安全弁は補強の作用をする上部板と安全
弁の作用をする下部板および溝から構成し、電解鍍金に
よってこれらを形成し、膜厚の制御性を確保する。ま
た、安全弁の表面には無光沢処理を施し、安全弁を電池
容器に溶接で取り付ける作業性を向上する。これによっ
て低コストの安全弁と電池容器を大量に提供することが
できる。 【効果】 電池等の防爆安全装置の安全弁を鍍金技術を
用いて形成することにより膜質と膜厚の制御性が向上
し、破壊圧力のばらつきが大幅に小さくなり、高性能の
安全弁を安価に提供できるようになった。安全弁の表面
を無光沢処理することによってレーザ溶接におけるレー
ザ光が吸収されやすくなって、従来より低エネルギで簡
単に溶着できるようになり、製造コストを大幅に下げる
ことができた。この安全弁を用いた防爆安全装置付電池
容器は低コストで製造できるようになった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム電池、ニ
ッケル水素電池および高圧小型ガスボンベなどの容器に
取り付ける防爆安全装置用の防爆安全弁に関する。
【0002】
【従来の技術】電池用防爆安全装置53は図5に示すよ
うに、電池容器56、57の内部圧力が加熱や過電流に
よって異常に高くなった時に、電池の爆発による事故を
防ぐ目的で、所定の圧力で破損しガス抜きをする安全弁
51が取り付けられている。この防爆安全装置53は容
器上蓋56の一部に設けられた貫通孔55に、薄肉部を
もつ安全弁51を溶接により気密封止した構造である。
破壊圧力は一例として、15Kg/cmであるので安
全弁の気密固定には微細箇所を溶接しやすいレーザ溶接
がよく使われている。電池用防爆安全装置は、特開昭5
9−79965号公報に述べられており、安全弁はステ
ンレス鋼板をプレスによって薄肉部を形成した構造であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の安全弁61は図
6に示すように圧延したステンレス鋼板が使われてい
る。これは、厚みの公差が0.4mm±3〜5μmあ
り、これに金型によるプレスで安全弁の薄肉部となる幅
0.2mm、底の厚さ0.02mmの溝62を精度よく
加工しても溝の底の厚さは0.02mm±3〜5μmの
公差を持ち、安全弁動作する圧力(薄肉部の破壊圧力)
のばらつきが大きい問題がある。また、圧延鋼板には不
純物や気泡が薄板中に散在し、その部分が安全弁の溝の
底を形成する領域に当たると圧力耐性が極端に弱くな
り、欠陥品となる。また、一般に使われる圧延鋼板の表
面は光沢のある鏡面仕上げのため、レーザ溶接において
レーザ光が表面で反射されて溶接効率が悪くなり、この
ため高度な技術を必要とし、低コスト化に問題がある。
【0004】電池用防爆安全装置の安全弁は、(1)容
器の内圧が一定圧力(定格圧力)に達したときだけ破れ
るという第一の目的に対して、破壊圧力のばらつきが小
さい信頼性の高い安全弁を低コストで提供すること、
(2)安全弁を電池容器に密封する製造コストを下げる
という第二の目的に対して、レーザ溶接において作業効
率がよい安全弁の構造を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】従来技術の課題を解決す
るための手段を以下に記す。本発明の基本とする電池用
防爆安全装置の安全弁の構造を図1に示す。安全弁1
は、補強の作用をする上部板4と安全弁の作用をする下
部板3からなり溝2を持つ構造である。上記、第一の目
的は下部板3の厚さを精度よく形成するために電解鍍金
によって達成される。また、第二の目的は上部板4の表
面を無光沢処理することによって達成される。これによ
って容器の定格圧力に対して破壊する、信頼度の高い安
全弁を歩留りよく製造でき、これを容器に低コストで気
密封止できるようになるので、高性能の防爆安全装置を
安価に提供することができる特徴がある。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図1〜4
を用いて説明する。
【0007】実施例1 まず、第一の実施例を図1と図5により詳細に説明す
る。図1は本発明の一実施例を示す電池用防爆安全装置
の安全弁の平面図と側断面図である。この安全弁1は、
例えば厚さ10μmのニッケル又はニッケル合金からな
る、外寸9.0mmの正方形の下部板3と厚さ40μm
のニッケル又はニッケル合金からなる、外寸8.0mm
の正方形の上部板4とからなり上部板4の中央に内径
2.8mm、外径3.5mmの円状の切込みによって幅
0.35mmの溝2が形成された構造である。溝の底板
は下部板3であり、これが破れて安全弁の作用をする。
下部板3は電解鍍金によって形成するので、膜厚制御性
がよく、例えば100mm平方のニッケルシートでも1
0μm±1.0μmの精度で形成できる。これは従来の
圧延板のばらつき(最大±5.0μm)に比べて著しく
均一性が向上している。上記の下部板3と溝2の形状に
よって、安全弁の破壊圧力は13.4Kg/cm±
0.9Kg/cmが得られ、安全規格の仕様を満たす
十分な結果がえられた。図1(c)は安全弁A部の断面
細部を示す。上部板4の表面は可視光を乱反射するよう
無光沢仕上げ面を持つ構造であり、これが本発明の特徴
である。無光沢の表面は0.2μm以上の凹凸があれば
よく、これは例えば表面活性剤を含まない鍍金液を使う
と鍍金層の純度が上がり(例えばニッケルでは99.9
%)、粒径が大きくなるため無光沢層になる。これは電
解鍍金の条件を管理することによって制御性と再現性よ
く形成することができる。鍍金技術で形成した薄膜層は
圧延による薄鋼板に比べて不純物や気泡の混入は無く高
品質である。これと、膜厚の均一性とにより、製造歩留
りが向上し破壊圧力のばらつきは少なくなり、高性能の
安全弁を安価に提供できるようになった。
【0008】無光沢の表面を持つ安全弁51を防爆安全
装置53として鉄合金材の電池容器56、57に取り付
けた構造を図5に示す。電池容器の上蓋56の一部に設
けられた貫通孔55に安全弁51をレーザ溶接によって
気密封止52するが、溶接する安全弁の表面が無光沢な
のでレーザ光が吸収されやすくなって、従来より低いエ
ネルギでより簡単な作業で溶着できるようになり、製造
コストを大幅に下げることができた。
【0009】実施例2 次に、第二の実施例を図2により詳細に説明する。これ
は、第一の実施例で述べた安全弁A部の別の構造であ
る。安全弁は下部板23と上部板24とから構成され、
上部板24の上層部には無光沢層26と無光沢面25が
ある構造である。無光沢層26は先に述べた電解鍍金で
形成し、1μm以上の膜厚であればよい。無光沢層26
は図2の様に上部板24の上層部だけなので、途中まで
の電解鍍金は光沢仕上げの従来よく利用している安価な
技術が使える特徴がある。また、この例では無光沢層を
上部板の表面に形成したが、密着面を逆にして溶接する
構造では下部板23側の外側に無光沢層を設けてもよい
ことは言うに及ばない。
【0010】以上、実施例1〜2で述べたように、本発
明による安全弁の構造は、鍍金で形成した均一な膜厚の
底板と、無光沢な表面を持つ事を基本としている。この
主旨から、全面を鍍金で形成し、後から溝の部分をエッ
チングで形成してもよく、また、無光沢層は安全弁の両
側にあってもよい。
【0011】実施例3 次に、第三の実施例を図3により詳細に説明する。これ
は実施例1で述べた安全弁の製造方法の一実施例であ
る。例えばステンレス鋼板のような導電性基板30に電
解鍍金でニッケルの下部板33を10μmの厚さに形成
する(a)。つぎに、この表面に、ホトリソグラフィに
より所望のホトレジストパターン37を形成する。この
膜厚は40μmで、パターン形状は例えば図1(a)の
様である(b)。続いて、無光沢の電解鍍金条件でニッ
ケルを厚さ40μm形成し、上部板34が得られる
(c)。この無光沢鍍金は、鍍金工程の途中から開始し
てもよいことは言うまでもない。この後、ホトレジスト
パターン37を除去し、溝32を形成する(d)。さら
に、導電性基板30を安全弁から取り去り、上部板34
の表面が無光沢層をもつ安全弁がシート状に大量に製作
できる(e)。ホトレジストパターン37を除去した後
の段差が溝32と素子分離帯35になり、個々の安全弁
31は素子分離帯35の中央をカットして得られる。
【0012】実施例4 次に、第四の実施例を図4により詳細に説明する。これ
は実施例1で述べた安全弁の製造方法の別の実施例であ
る。例えばステンレス鋼板のような導電性基板40の表
面に無光沢層49を形成する(a)。この形成方法は、
(1)電解鍍金、(2)電解研磨、(3)機械研磨な
ど、限定されるものではない。つぎに、離型しやすいよ
うに無光沢層49上を表面処理した後、ホトリソグラフ
ィにより所望のホトレジストパターン47を形成する。
この膜厚は40μmで、パターン形状は例えば図1
(a)の様である(b)。続いて、電解鍍金で厚さ40
μmのニッケル合金の上部板44を形成する(c)。こ
の電解鍍金の条件は無光沢または光沢のいずれであって
もよい。上部板44を形成後、無電解鍍金によってこの
全表面に厚さ0.5μmのニッケル層を形成し、引き続
き電解鍍金により厚さ10μmのニッケル層からなる下
部板43を形成する(d)。無光沢層49を持つ導電性
基板40を上記鍍金層44から取り去り(e)、この
後、ホトレジストパターン47を除去し安全弁を形成す
る(f)。この手順では上部板44の無光沢層は導電性
基板40の無光沢層からの転写によって得られ、導電性
基板40は何回でも使用できるので、安価に製作するこ
とができる。ホトレジストパターン47を除去した後の
段差は溝42と素子分離帯45である。
【0013】以上、実施例3〜4では本発明の安全弁の
製造方法の例を述べたが、本発明の主旨は安全弁を構成
する上部板あるいは下部板の表面に無光沢層を形成する
ことを特徴としているので、実施例で述べた順番の製造
方法に限定されるものではない。
【0014】
【発明の効果】(1)電池等の防爆安全装置の安全弁を
鍍金技術を用いて形成することにより膜質と膜厚の制御
性が向上し、破壊圧力のばらつきが大幅に小さくなっ
た。これにより高性能の安全弁を安価に提供できるよう
になった。 (2)安全弁の表面を無光沢処理することによってレー
ザ溶接におけるレーザ光が吸収されやすくなって、従来
より低エネルギで簡単な作業で溶着できるようになり、
製造コストを大幅に下げることができた。 (3)上記の安全弁を用いることにより高性能の防爆安
全装置付電池容器を安価に製造できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の安全弁の平面図と側断面
図。
【図2】本発明の実施例2の安全弁の側断面図。
【図3】本発明の実施例3の安全弁の主要製造工程にお
ける側断面図。
【図4】本発明の実施例4の安全弁の主要製造工程にお
ける側断面図。
【図5】従来の電池用防爆安全装置の主要構成図。
【図6】従来の安全弁の側断面図。
【符号の説明】
53…防爆安全装置 1、31、41、51、61…安全弁 3、23、33、43…下部板 4、24、34、44…上部板 2、32、42、62…溝 5、25…無光沢面 26…無光沢層 52…気密封止 55…貫通孔 56…容器上蓋 57…電池容器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年12月19日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 電池用防爆安全弁およびその製造方法

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 防爆安全装置に用いる安全弁において、
    安全弁の両外側表面もしくは少なくともいずれか一方の
    外側表面が無光沢面で構成されることを特徴とした安全
    弁。
  2. 【請求項2】 防爆安全装置に用いる安全弁において、
    安全弁は安全弁の作用をする下部板と補強の作用をする
    上部板によって構成されることを特長とした請求項1記
    載の安全弁。
  3. 【請求項3】 防爆安全装置に用いる安全弁において、
    安全弁の上部板と下部板は鍍金によって形成された事を
    特長とした請求項1〜2記載の安全弁。
  4. 【請求項4】 防爆安全装置に用いる安全弁の製造方法
    において、導電性基板に電解鍍金で下部板を形成する工
    程と、この表面にホトリソグラフィにより所望のホトレ
    ジストパターンを形成する工程と、無光沢の電解鍍金条
    件により電解鍍金で上部板を形成する工程と、ホトレジ
    ストパターンを除去する工程と、導電性基板を上記鍍金
    層からなる安全弁から取り去る工程、とを基本とした安
    全弁の製造方法。
  5. 【請求項5】 訪爆安全装置に用いる安全弁の製造方法
    において、無光沢の導電性基板表面にホトリソグラフィ
    により所望のホトレジストパターンを形成する工程と、
    電解鍍金で上部板を形成する工程と、この表面全面を覆
    うが如く無電解鍍金で中間層を形成する工程と、電解鍍
    金で下部板を形成する工程と、導電性基板を上記鍍金層
    からなる安全弁から取り去る工程、上記鍍金層からなる
    安全弁からホトレジストパターンを除去する工程、とを
    基本とした安全弁の製造方法。
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Citations (6)

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