JPS61133552A - 防爆形電池用封口ガスケツト - 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） この発明は、円筒形のアルカリ電池などに適用される封
口ガスケットに関し、特に、電池内圧が異常に高まった
ときに破断してガス圧を安全に放出させる防爆形電池用
封口ガスケットに関する。

（従来の技術） 周知のようにアルカリ電池などでは、充電されたときや
過放電された際に、内部で激しいガス発生反応が起こる
。このガス発生により電池内部の圧力が異常に高まり、
漏液を起こしたり、危険な破裂状態に至る場合もある。

そのため、多くのアルカリ電池では何らかの防爆構造が
設けられている。

一般的なアルカリ電池では、円筒形の電池ケースの開口
部が柔軟性のあるプラスチック製の封口ガスケットで封
止され、このガスケットの外側に皿状の端子板が配置さ
れる構造となっている。この構造の電池においては、封
口ガスケットの一部に溝などを形成して薄肉部を設け、
また端子板にガス抜き孔を設けている。電池の内圧が異
常に高くなると、その圧力が封口ガスケットに作用し、
上記薄肉部の部分を起点としてこれが破断する。

そして、その破断部分および上記端子板のガス抜き孔を
通って外部にガスが放出される。

（発明が解決しようとする問題点） この種の防爆構造において最も重要なことは、電池ケー
ス内のガス圧が予め設定された値となつたときに、封口
ガスケットの上記薄肉部が確実に破断するように構成す
ることである。ガスケットが破断する圧力、すなわち防
爆機構の作動圧が一定でバラつきの少いことで、初めて
この種の防爆型電池の安全性・信頼性が得られる。

ところが、従来の防爆形電池用封口ガスケットでは、作
動圧を一定に揃えて防爆特性のバラつきをなくすのが非
常に難しく、十分な信頼性が得られていなかった。それ
はガスケットの上記薄肉部を一定の内部ガス圧力で破断
するように形成するのが非常に難しいためで、薄肉部の
溝形状や寸法をさまざまに工夫しても、僅かな加工誤差
や環境湿度などによって一定の圧力で破断しないのであ
る。

特に２５〜４０　ｋｇ　／　ｄ程度の比較的低い圧力で
安定に作動する封口ガスケットを製作するのは非常に困
難であった。封口ガスケットには柔軟である程度粘りの
あるプラスチックが使用されるので、電池内部のガス圧
が所定値に達しているのに、ガスケット薄肉部が伸びて
しまって破断しないという用象が多く見られる。そのた
め、必要とされる比較的低い圧力で破断するようにする
には、ガスケットの薄肉部の厚さを極めて薄クシなけれ
ばならない。しかし、薄肉部の厚さを極端に薄くすると
、その寸法管理が非常に面倒で、誤差の多いものになっ
てしまう。

この発明は上述した従来の問題点に鑑みなされたもので
あり、その目的は、薄肉部の厚さを極端に薄くしなくて
も、比較的低い圧力で確実に破断するようにした防爆形
雷池用封ロガスケットを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明では、封口ガスケットの所定部分に線状
の溝を形成して薄肉部を設け、かつ、この溝の周辺のポ
リマーの分子配向がこの溝とほぼ平行になるように構成
した。

（作　用） プラスチック成形品はポリマーの分子配向と平行な方向
に破断しやすく、ポリマー分子配向と直交方向には破断
しにくい。これは、竹がｉ［方向にひび割れしやすいが
、それと直交方向には折れにくい、ということと同じで
ある。

この発明の封口ガスケットでは、上記の線状溝が周辺の
ポリマーの分子配向と平行になっているので、溝部分の
残余肉厚を極端に薄くしなくても、この溝に沿って破断
しやすい。

（実　施　例） 第１図はこの発明に係る封口ガスケットを用いた防爆形
アルカリ電池の一例を示している。有底円筒形の正極缶
１０内に正極１２・セパレータ１４・負極１６からなる
発電要素が装填され、負極１６の中心に集電棒１８が挿
入されている。正極缶１０の上端開口部は本発明に係る
封口ガスケット２０と０極端子板３０によって塞がれて
いる。

上記封口ガスケット２０の詳細を第２図および第３図に
示している。封目ガスケット２０はポリプロピレンの射
出成形品で、ボス部２２・内筒部２４・］−ン梨型斜面
２６・外筒部２８が一体的に形成されている。ボス部２
２の中心孔には上記集電棒１８が緊密に嵌合して貫通し
ている。外筒４一 部２８は正極缶１０の開目端の内側に嵌合し、また外筒
部２８の内側には負極端子板３０が嵌合する。正極缶１
０の開目端は内側へかしめられ、そのため外筒部２８は
正極缶１０と負極端子板３０との間で圧縮される。これ
により電池内が確実に密閉される。なお第１図に示すよ
うに、負極端子板３Ｑはガス抜き孔３０ａが形成されて
いる。

上記のボス部２２と外筒部２８とが、内筒部２４とコー
ン型斜面部２６を介して一体的に連結されている。この
内筒部２４の外周面の所定位置に、軸線方向に沿ったｔ
ＩＸ１溝２４８が形成されている。

この縦溝２４８の残余肉厚部分が前述した薄肉部である
。つまり、電池内のガス圧が異常に高まったとき、ガス
ケット内筒部２４がこの縦溝２４ａを起点として破断し
、内部ガスがその破断部分およびガス抜き孔３０ａを通
って外部に放出される。

特にこの発明に係る封口ガスケット２０においては、上
記縦溝２４ａの周辺部分のポリマーの分子配向が縦溝２
４ａと平行になっている。第３図の矢印ａがガスケット
内筒部２４における縦溝２４ａの形成部分のポリマー分
子配向を示している。

縦溝２４ａと分子配向が平行であるので、この部分には
縦溝２４ａに沿った亀裂が入りやすい。

つまり、電池内のガス圧が２５〜４０　ｋｇ　／　ｃ１
１ｆ程度であっても、確実に縦溝２４ａの部分から破断
する。また、そのために縦溝２４ａの残余肉厚をそれほ
ど薄くする必要がなく、従って成形時の寸法管理が比較
的容易で、成形誤差や温度などによる作動圧のバラつき
も非常に少くなる。

上述のようにガスケット内筒部２４の縦溝２４ａとその
周辺のポリマー分子配向を平行にするのは、縦溝２４ａ
の形成位置と金型のゲート位置を適宜に選定することに
より実現できる。

第２図において、点線で示すＧ１の位置をゲートとし、
ここからキャビティ内に溶融プラスチックを注入した場
合、プラスチックはゲートＧ１から左右に分流し、円周
方向に沿って流れる。内筒部２４の部分でも溶融プラス
チックは円周方向に流動する。そのため、この場合は、
縦溝２４ａとほぼ直交する方向のポリマー分子配向とな
ってしまう。

これに対し、第２図におけるＧ２の位置、すなわちガス
ケット２０の中心のボス部２２の下端部分にゲートを設
定する。そうすると、注入されたプラスチックはボス部
２２０部分をほぼ完全に満たしてから内筒部２４→］−
ン型傾斜部２６→外筒部２８へと放射状に拡がっていく
。っまり内筒部２４の部分では上方から下方へプラスチ
ックが流動する。従って、内筒部２４のポリマー分子配
向は縦溝２４ａと平行になる。

ＬＲＯ３型電池用の封口ガスケットについて、ゲート位
置を第２図の０１とした場合と、ゲート位置を０２の位
置にしたものの両方を製作し、それをＬＲＯａ型電池に
組込んでその作動圧（縦溝２４ａの破断圧）について比
較試験した。勿論、溝２４ａの深さや内筒部２４ａの厚
さは共通である。その結果、本発明のもの（ゲート位置
Ｇ２）では作動圧が３０〜３２　ｋｇ　／　ｃｆと低（
、しがもバラつきが少かった。これに対し、本発明を適
用しないもの（ゲート位置Ｇ　１　）　ｒハ４６〜５０
ｋｇ／ｄと作動圧が高く、しかもバラつきも大きい。こ
の程度の高い作動圧では十分安全な防爆形電池になり冑
ない。

また、上記の２種の封口ガスケットを用いた１−ＲＯ３
型アルカリ電池を、１５０ｍＡで２４時間充電したとこ
ろ、本発明を適用しないものでは１０個中４個もの電池
が破裂した。本発明を適用したものでは１個も破裂せず
、封口ガスケット２０が破断して安全にガスを放出した
。

なお、ポリプロピレンの分子配向性は強いので、本発明
の封口ガスケットを構成するには非常に適した材料であ
る。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、この発明によれば、溝によ
る薄肉部の厚さを極端に薄くしなくても、化較的低い圧
力で確実に作動する信頼性の高い防爆形電池用封口ガス
ケットを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による封ロガスケットを備
えた円筒形アルカリ電池の部分断面図、第２図は同上封
口ガスケットの断面図と平面図、第３図は第２図におけ
るＡ矢視図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電池内圧が異常に高まつたときに破断するように
   一部に線状の溝が形成されたプラスチック製の封口ガス
   ケットであつて、上記溝の周辺のポリマーの分子配向が
   この溝とほぼ平行になつていることを特徴とする防爆形
   電池用封口ガスケット。
2. （２）ポリプロピレンの一体成形で作られた特許請求の
   範囲第１項記載の防爆形電池用封口ガスケット。