JPS60249241A - 密閉形電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、発電要素を内蔵する金属容器と金属封目板と
を溶着して密閉した電池の改良に関する。

従来例の構成とその問題点 リチウム電池等がメモリーバックアップ用電源として多
用されるようになってきた。この種の用途では、＋８５
℃〜−６５℃と広範囲の温度条件下で高信頼性が要求さ
れる。

従来の密閉電池は、電池容器と封目板とを樹脂製ガスケ
ットを介してしめつけたクリンプ封口方式のものが主で
ある。この方式の電池は、ガス欠２へ−゛ ットが高温では軟化し、低温で硬化するため、初期の密
封状態を維持できず、耐漏液性が不完全である。

一方、ガラス密封端子を用いた封目板と容器と　□を溶
接により完全密閉にした電池では、過放電や過充電など
によりガスが発生するなどの異常事態になると電池の破
裂を生じる危険がある。このような電池内圧の異常な上
昇を防止する方法として、安全弁を設けるものもある。

しかし、ゴム等の弁体の経時変化があるため、信頼性は
高くない。

メモリーバックアップ用電池として有望なものに、塩化
チオニルを正極活物質に用いるリチウム電池がある。こ
の電池の正極活物質は毒性が強いので、完全密閉にする
必要があるが、前記のように異常が生じた場合、熱暴走
による爆発の危険が大きい。

発明の目的 本発明は、常に電池の気密性を完全に維持させた上で、
万が一電池に異常が起こった場合には、所定温度以上で
密封部の一部が開口して電池の破３　へ− 裂を未然に防ぐ高信頼性の密閉電池を提供することを目
的とする。

発明の構成 本発明は、金属容器に金属封口板をレーザー溶接等で溶
接して密封した電池において、前記溶着部の一部を低融
点合金で構成したものである。

この様な密閉構造においては、電池内部又は外部で異常
が発生して電池温度が異常に上昇した場合、封目板と電
池容器を溶着している一部分の低融点合金が溶けて開口
状態になり、内圧上昇による電池の破裂を未然に防ぐこ
とができる。

実施例の説明 第１図は単３型の塩化チオニル−リチウム電池を示す。

図中１はステンレス鋼からなる電池容器、２は容器の内
壁に密接した負極のリチウム金属板、３は硝子の不織布
よりなるセパレータである。４は正極で、カーボン粉末
とポリ四弗化エチレン粉末を９０＝１０の重量比で混ぜ
加圧成形した多孔性電極からなり、正極活物質となる５
ｏＣｔ２を含浸している。５は電解液としてのＳｏＣ／
２に１モル／ｌのＬｉＡｔＣ６４を溶かした溶液の液溜
部、６はステンレス鋼からなる正極集電体で、多孔性カ
ーボン電極４の中央に挿入している。７は正極集電体６
と正極端子８を接続させたニッケルリード板、９はステ
ンレス鋼製の封目板、１ｏは封目板と容器の溶着部であ
る。正極端子８は硝子１１によって封目板に封着された
中空状のニッケル材からなり、電解液を注入後、」二端
を溶着して封じである。

１２はつば紙である。

封口板と電池容器の溶着部１０は、第２図のように、５
ｎ４３％、　Ｐｉ）４３％　、　Ｂｉｌ　４％　の組成
からなる低融点合金（融点１３ｏ〜１４６℃）で１／２
周だけ加熱により溶着した部分１０　ａと、封口板と電
池容器とを直接レーザー溶接によって溶着した部分１０
ｂからなる。

第３図は電池に異常が起こって発熱した場合や、外部短
絡によって電池温度が上昇した場合に、封目板と電池容
器の溶着部の低融点合金部分が開口した状態を示す。

次に、上記の構成の本発明による電池Ａと、封５゛ゝ−
・ 目板と電池容器を従来通り低融点合金を使用せず封口部
の円周全体をレーザー溶着した電池Ｂを各々２０個試作
した。

各々の電池の信頼性試験として破裂試験を行なった。そ
の試験の１つは、各々の電池１０個を１Ａの定電流で充
電し電池側面の温度と破裂状況をみた。又、もう１つの
試験は加熱テストで、残りの１０個をホットプレート上
に並べて常温から温度を上昇させて電池の破裂温度と破
壊状況を調べた。これらの結果を次表に示す。

本発明の電池Ａの場合、１Ａの定電流充電を行なった破
裂試験では、約７分後に電池容器側面の温度が１４０℃
に上昇した。この時、封口部の低融点合金で溶着しであ
る部分が第３図に示したよ６へ−７ うに、ゆっくりと開口し、１３で示した内部ガスの排出
径路からガスが逃げ、全数破裂することがなかった。し
かし、従来の封目方法で封口部全周を完全にレーザー溶
着した電池Ｂの場合は、１Ａ定電流充電では１０分後に
電池温度が１９０℃に達し、リチウムの溶融温度を越え
たために熱爆走が起こり、１０個全数がすざ捷しい爆発
音と共に破裂し、電池内部の電解液や、セパレータ等が
飛び散った。

一方、ホットプレートによる加熱試験では、常温から徐
々に温度を上昇させて電池の破裂の様子を確認したが、
電池Ａの場合は、１００℃〜１５０℃の時点で低融点合
金で溶着した部分が開口し、内部からガスが排出されて
、破裂は全くなかった。

しかし、電池Ｂの場合は１８０℃〜２００℃の間で全数
が破裂し、電池内部の構成材料が飛び散る状況が確認さ
れた。

上記の例で用いた組成５ｎ４３％、Ｐｂ４３％。

Ｂ１１４チ　の低融点合金は融点が１３０〜１４５℃で
、しかも温度中が小さく、前記リチウム電池７ベーノ に使用するのに好都合であった。例えば５ｎ６０％　、
Ｐｂ４０％　の組成の合金では、融点が１８３〜１９０
℃と高くなり、リチウムの融点以上になるため有効では
ない。又、逆に１００℃以下の低融点合金では、電池の
使用状態を考慮した場合、＋８５℃〜−４０℃の温度範
囲での使用に不適性となる。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、万一電池に異常が発生
したり、仮に火中にあやまって投入された場合でも安全
性が確保され、又、通常は完全密封状態であるため安全
で高信頼性を有する電池が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の電池の縦断面図、第２図はそ
の封目板の溶着部を説明するための平面図、第３図は封
口部が開口した場合の要部の断面図である。 １・・・・・・電池容器、９・・・・・・封口板、１ｏ
・・・・・・溶着部、１０ａ・・・・・・低融点合金で
溶着した部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発電要素を内蔵する金属容器と金属封口板とを溶着して
   密閉化した電池であって、前記溶着部の一部を低融点合
   金で構成したことを特徴とする密閉形電池。