KR100945067B1

KR100945067B1 - 밀폐 각형 전지

Info

Publication number: KR100945067B1
Application number: KR1020050110062A
Authority: KR
Inventors: 요시미 마츠모토; 오사무 와타나베; 요시키 소마토모
Original assignee: 히다치 막셀 가부시키가이샤
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2010-03-05
Also published as: KR20060055400A; CN100477338C; CN1776936A; JP2006147267A; JP4692985B2; US20060292437A1

Abstract

본 발명은 전지제조에 있어서 각 전지의 홈의 바닥벽의 두께가 불균일하여도 개열 벤트의 작동압이 안정되어 있는 밀폐 각형 전지를 얻는 것이다.

이를 위하여 본 발명에서는 전지캔(1)의 개구 상면을 폐쇄하는 좌우 가로로 긴 덮개(3)와, 덮개(3)에 배치하여 전지 내압이 이상 상승하였을 때에 개열하는 개열 벤트(16)를 포함하고 있다. 개열 벤트(16)는 덮개(3)의 외면측으로서 덮개(3)의 왼쪽 끝부 근처에 오목하게 형성된 주위홈(19)을 가진다. 주위홈(19)은 전후 좌우의 홈부(20·21·22·23)에 의하여 좌우 가로로 긴 직사각형의 고리형상으로 형성되어 있음과 동시에, 끝쪽 홈부(22)의 바닥벽의 두께가 그것 이외의 홈부(20·21·23)의 바닥벽보다도 두껍게 되어 있다. 주위홈(19)의 중앙측 홈부(23)는 덮개(3)의 중앙측으로 돌출하여 구부러지는 원호형상으로 형성되어 있다.

Description

밀폐 각형 전지{SEALED AND SQUARE TYPE BATTERY}

도 1은 실시예 1의 밀폐 각형 전지의 덮개의 평면도,

도 2는 도 1의 A-A선 단면도,

도 3은 개열 벤트의 사시도,

도 4는 전지의 종단 정면도,

도 5는 전지의 팽창상태를 설명하는 사시도,

도 6은 비교예 1의 전지의 덮개의 평면도,

도 7은 비교예 3의 전지의 덮개의 평면도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전지캔 3 : 덮개

16 : 개열 벤트 17 : 오목부

19 : 주위홈 20 : 앞쪽 홈부

21 : 뒷쪽 홈부 22 : 끝쪽 홈부

23 : 중앙측 홈부

본 발명은 전지 내압이 이상 상승하였을 때에 개열(開裂)되는 개열 벤트를 구비한 밀폐 각형 전지에 관한 것이다.

상기 밀폐 각형 전지에서는 과대한 전기부하가 가해지거나, 과도한 열부하가 가해지거나 하면, 전지 내부에서 단락상태가 발생하여 가스를 발생하고, 전지 내압이 이상 상승한다. 전지가 충전 과잉이 된 경우에도 전해액의 분해에 의하여 전지내에서 가스가 발생하여 전지 내압이 이상 상승한다. 전지가 내압의 이상 상승에 견딜 수 없게 되면 파열되어 내용물이 비산한다. 이 때문에 전지에는 소정의 내압 이상이 되면 개열 작동하여 전지 내압을 해방함으로써, 전지의 파열을 미연에 방지하는 개열 벤트를 구비하고 있다.

이와 같은 개열 벤트의 종래 기술에 특허문헌 1, 2가 있다. 그곳에서는 전지캔의 개구 상면을 폐쇄하는 덮개에 주위홈을 설치하고 있어, 전지 내압이 소정값 이상이 되면, 상기 주위홈의 바닥벽이 개열하여 전지 내압을 해방하고 있다.

[특허문헌 1]

일본국 특개평11-273640호 공보(도 1-2)

[특허문헌 2]

일본국 특개2001-23596호 공보(도 1)

상기 개열 벤트의 주위홈은, 특허문헌 1, 2에 나타내는 바와 같이 프레스가공으로 덮개에 형성되기 때문에, 전지의 양산에 있어서 각 전지의 주위홈의 바닥벽의 두께를 일정하게 하는 것은 곤란하다. 따라서 각 전지에 있어서 개열 벤트의 작동압이 불균일해져 개열 벤트에 대한 신뢰성이 저하하는 점에 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 양산에 따라 각 전지의 개열 벤트의 주위홈의 바닥벽의 두께가 불균일하여도 개열 벤트의 작동압이 안정되어 있는 밀폐 각형 전지를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 관한 밀폐 각형 전지는, 도 4에 나타내는 바와 같이 전지캔(1)의 개구 상면을 폐쇄하는 좌우 가로로 긴 덮개(3)와, 덮개(3)에 배치되어 전지 내압이 이상 상승하였을 때에 개열되는 개열 벤트(16)를 포함하고 있다.

이와 같은 밀폐 각형 전지에 있어서, 본 발명의 개열 벤트(16)는 도 1에 나타내는 바와 같이 덮개(3)의 외면측으로서 덮개(3)의 좌우방향 중 어느 한쪽의 끝 근처에 오목하게 형성한 주위홈(19)을 가진다. 주위홈(19)은, 전후 좌우의 홈부(20·21·22·23)로 이루어지는 고리형상으로 형성되어 있고, 덮개(3)의 좌우방향의 중앙측에 위치하는 중앙측 홈부(23)가, 평면으로 보아 덮개(3)의 중앙측으로 돌출하여 구부러지는 원호형상으로 형성되어 있다. 주위홈(19)은, 중앙측 홈부(23)의 반대측에 위치하는 끝쪽 홈부(22)가 전후방향으로 연장되는 직선형상으로 형성되어 있음과 동시에, 끝쪽 홈부(22)의 바닥벽의 두께가 그것 이외의 홈부(20·21·23)의 바닥벽보다도 두껍게 치수가 설정되어 있다.

구체적으로는 도 2에 나타내는 바와 같이 덮개(3)의 내면측에 오목부(17)를 오목하게 형성하고, 주위홈(19)은 도 1에 나타내는 바와 같이 이 오목부(17)의 형성영역내에 배치한다.

또한, 주위홈(19)에 있어서의 전후의 홈부(20·21)는 좌우방향으로 평행하게 연장되는 직선형상으로 형성되어 있다.

(실시예 1)

도 1 내지 도 4는, 본 발명에 관한 밀폐 각형 전지로서의 리튬 이온(Lithium Ion) 2차 전지의 실시예 1을 나타내고 있고, 도 4에 나타내는 바와 같이 상면에 좌우 가로로 긴 개구를 가지는 바닥이 있는 각진 통형상의 전지캔(1)과, 전지캔(1)내에 수용된 전극체(2) 및 비수전해액과, 전지캔(1)의 개구 상면을 폐쇄하는 좌우 가로로 긴 덮개(3)와, 덮개(3)의 안쪽에 배치되는 플라스틱(Plastic)제의 절연체(5) 등을 구비하고 있다. 전지캔(1)은 알루미늄(aluminum) 또는 그 합금으로 이루어지는 판재를 딥드로잉 가공하여 상하 세로로 긴 박형으로 형성하고 있고, 좌우 폭치수를 34 mm, 상하 높이치수를 50 mm, 전후 두께치수를 3.8 mm로 하였다.

전극체(2)는, 시트(sheet)형상의 양극과 음극을 미세 다공성 폴리에틸렌필름(poly ethylene film)으로 이루어지는 세퍼레이터(separator)를 사이에 두고 소용돌이형상으로 두루 감아 이루어진다. 양극의 전극으로부터는, 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 이루어지는 박판형상의 양극 집전 리드(6)가 상향으로 도출되어 있다. 음극의 전극으로부터는, 니켈(nickel)이나 구리, 또는 이들의 복합체로 이루어지는 박판형상의 음극 집전 리드(7)가 상향으로 도출되어 있다.

덮개(3)는 알루미늄합금 등의 판재를 프레스성형하여 이루어지고, 전지캔(1)의 개구 둘레 가장자리에 덮개(3)의 바깥 둘레 가장자리가 레이저로 심용접된다. 덮개(3)의 중앙에는 위쪽의 절연 패킹(packing)(9) 및 아래쪽의 절연판(10)을 거쳐 음극 단자(11)가 관통형상으로 설치된다. 덮개(3)의 좌우방향의 오른쪽 끝 근처에는 전해액을 전지캔(1)내에 주입하기 위한 원형의 주액구멍(12)이 상하 관통형상으로 형성되어 있다. 주액구멍(12)은 전해액의 주입후에 마개(13)로 막아 입구를 봉한다.

음극단자(11)의 하단에는 덮개(3)의 내면에 있어서 좌우 가로로 긴 박판으로 이루어지는 리드(lead)체(15)가 접속되어 있다. 리드체(15)는 상기 주액구멍(12)의 반대측으로 연장되어 있고, 아래쪽의 절연판(10)으로 덮개(3)와 절연되어 있다. 이 리드체(15)의 하면에 음극 집전 리드(7)를 레이저용접한다. 양극 집전 리드(6)는 덮개(3)의 이면에서 절연판(10)과 주액구멍(12)과의 사이의 스페이스에 레이저용접한다. 이것으로 양극 집전 리드(6)가 덮개(3) 및 전지캔(1)에 도통하여, 덮개(3) 및 전지캔(1)이 양극전위로 대전한다.

전지의 조립에 있어서는 덮개(3)에 대하여 상기한 바와 같이 음극단자(11), 상하의 절연 패킹(9·10) 및 리드체(15)를 설치하고, 다시 전극체(2)를 전지캔(1)내에 수용한 후에, 음극 집전 리드(7)를 리드체(15)에, 양극 집전 리드(6)를 덮개(3)에 각각 상기한 요령으로 용접한다. 다음에 덮개(3)를 전지캔(1)의 개구 둘레 가장자리에 레이저로 시일(seal)용접한 후, 전해액을 주액구멍(12)에 주입하고, 주액구멍(12)을 시일함으로써 본 발명의 전지가 완성된다.

덮개(3)의 좌우방향의 한쪽 끝 근처(도면의 왼쪽 끝 근처)에는 전지 내압이 이상 상승하였을 때에 개열되는 개열 벤트(16)를 형성한다. 개열 벤트(16)는 도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이 덮개(3)의 내면측에 오목하게 형성한 오목부(17) 와, 오목부(17)의 형성영역내에서 덮개(3)의 외면측에 오목하게 형성한 좌우 가로로 긴 직사각형상의 주위홈(19)으로 이루어진다. 오목부(17)는 평면으로 보아 좌우 가로로 긴 직사각형상의 윤곽을 가지고 있다.

주위홈(19)은, 전후의 홈부(20·21) 및 좌우의 홈부(22·23)로 이루어지는 고리형상으로 형성되어 있고, 오목부(17)의 바깥 둘레 측면을 따르도록 배치하고 있다. 덮개(3)의 좌우방향의 중앙측에 위치하는 오른쪽의 중앙측 홈부(23)는, 평면으로 보아 덮개(3)의 중앙측을 향하여 돌출하여 구부러지는 원호형상으로 형성되어 있다. 왼쪽의 끝쪽 홈부(22)는, 전후방향으로 연장되는 직선형상으로 형성되어 있다.

전후의 홈부(20·21)는, 각각 좌우방향으로 연장되는 평행한 직선형상으로 형성되어 있다. 주위홈(19)으로 둘러싸인 부분이, 좌우 가로로 긴 아마추어부(舌片部)(25)로 이루어져 있다. 각 홈부(20·21·22·23)의 홈폭치수는, 각각 동일하게 설정하고 있다. 오목부(17)와 주위홈(19)은, 프레스가공으로 형성한다.

도 2에 있어서 주위홈(19)은, 끝쪽 홈부(22)의 상하깊이가 그것 이외의 홈부(20·21·23)의 상하깊이보다도 얕다. 이것에 의하여 끝쪽 홈부(22)의 바닥벽의 두께가, 그것 이외의 홈부(20·21·23)의 바닥벽의 그것보다도 두껍게 되어 있다. 즉, 앞쪽 홈부(20), 뒷쪽 홈부(21) 및 중앙측 홈부(23)의 각 바닥벽의 두께치수(T1)는 각각 0.028 mm로 하고, 끝쪽 홈부(22)의 바닥벽의 두께치수(T2)는 O.15 mm로 하였다. 덮개(3)는 좌우 폭치수를 33 mm, 전후 폭치수를 3 mm, 상하 두께치수를 0.8 mm로 하였다. 개열후에 끝쪽 홈부(22)의 바닥벽이 용이하게 구부러지도록 끝 쪽 홈부(22)의 전후의 양쪽 끝부는 각각 두께를 얇게 하여 둔다.

개열 벤트(16)는, 전지 내압이 이상 상승하여 전지에 팽창변형이 생겼을 때에 덮개(3)가 굴곡되는 부분에 배치되어 있다. 즉, 개열 벤트(16)의 좌우방향의 중앙으로부터 덮개(3)의 왼쪽 끝까지의 길이치수(L1)를 대략 6.8 mm로 설정하였다. 개열 벤트(16)는 좌우 폭치수를 5 mm, 전후 폭치수를 2 mm로 하였다.

개열 벤트(16)의 좌우방향의 중앙으로부터 덮개(3)의 왼쪽 끝까지의 길이치수(L1)와, 덮개(3)의 좌우 폭치수(L2)와의 비율(L1/L2)은, 0.1∼0.25의 범위내가 바람직하고, 실시예 1에서는 대략 0.2로 설정하였다. 상기 비율이 0.1보다도 작으면 개열 벤트(16)가 덮개(3)의 왼쪽 끝에 너무 접근하여 전지 내압의 상승시에 개열 벤트(16)가 좌우방향으로 압축되어 개열되기 어렵게 된다. 상기 비율이 0.25보다도 커지면 개열 벤트(16)가 전지의 중앙측에 너무 접근하여 개열 벤트(16)의 하면에 리드체(15)가 겹쳐, 전지 내부로부터의 가스분출이 방해되어 전지가 파열될 염려가 있다.

전지 내압의 이상 상승으로 전지에 팽창변형이 생기면, 도 5에 나타내는 바와 같이 전지캔(1)의 전후 벽의 중앙부분이 전후방향으로 팽창하고, 이것에 수반하여 덮개(3)의 중앙부분이 전지의 안쪽으로 만곡하여, 덮개(3)는 좌우방향의 끝부측이 솟아오른 굴곡형상으로 변형하려고 한다. 주위홈(19)의 끝쪽 홈부(22)의 바닥벽은, 그 두께치수(T2)를 두껍게 하고 있는 것만큼 변형되기 어렵게 되어 있어, 상기 전지의 팽창에 따르는 덮개(3)의 전후방향으로 작용하는 인장력과 전지 내압에 의하여 전후의 홈부(20·21)나 중앙측 홈부(23)의 바닥벽이 잡아 뜯어진다.

그렇게 하면 전지 내부의 가스가 홈부(20·21·23)의 바닥벽의 갈라진 곳으로부터 분출되고, 이 가스분출에 밀려 아마추어부(25)가 윗쪽으로 요동하여, 홈부(20·21·23)의 바닥벽이 완전히 잡아 뜯어진다. 이것에 의하여 개열 벤트(16)가 크게 열려 전지 내압이 신속하게 해방된다. 개열후에도 끝쪽 홈부(22)의 바닥벽은 잡아 뜯기지 않고 남아 있고, 아마추어부(25)는 덮개(3)에 연결되어 있다.

(실시예 2)

실시예 2에서는 개열 벤트(16)에 있어서 끝쪽 홈부(22) 이외의 홈부(20·21·23)의 각 바닥벽의 두께치수(T1)를 각각 0.031 mm로 치수 설정하였다. 그 밖의 점은, 실시예 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.

(실시예 3)

실시예 3에서는 전지의 전후 두께치수를 4.0 mm로 크게 설정하고, 이것에 맞추어 개열 벤트(16)의 전후 폭치수를 2.5 mm 로 크게 설정하였다. 끝쪽 홈부(22) 이외의 홈부(20·21·23)의 각 바닥벽의 두께치수(T1)는 각각 0.035 mm로 설정하였다. 그 밖의 점은 실시예 1과 동일하게 하였다.

(실시예 4)

실시예 4에서는 실시예 3과 마찬가지로 전지의 전후 두께치수를 4.0 mm로 크게 하고, 개열 벤트(16)의 전후 폭치수를 2.5 mm로 설정하였다. 끝쪽 홈부(22) 이외의 홈부(20·21·23)의 각 바닥벽의 두께치수(T1)는 각각 0.038 mm로 설정하였다. 그 밖의 점은 실시예 1과 동일하게 하였다.

(실시예 5)

실시예 5에서는 전지의 좌우 폭치수를 30 mm, 상하 높이치수를 48 mm, 전후 두께치수를 4.0 mm로 하고, 이것에 맞추어 개열 벤트(16)의 전후 폭치수를 2.5 mm로 크게 설정하였다. 끝쪽 홈부(22) 이외의 홈부(20·21·23)의 각 바닥벽의 두께치수(T1)는 각각 0.035 mm로 설정하였다. 그 밖의 점은, 실시예 1과 동일하게 하였다.

(실시예 6)

실시예 6에서는 실시예 5와 마찬가지로 전지의 좌우 폭치수를 30 mm, 상하 높이치수를 48 mm, 전후 두께치수를 4.0 mm로 하고, 개열 벤트(16)의 전후 폭치수를 2.5 mm로 설정하였다. 끝쪽 홈부(22) 이외의 홈부(20·21·23)의 각 바닥벽의 두께치수(T1)는 각각 0.038 mm로 설정하였다. 그 밖의 점은 실시예 1과 동일하게 하였다.

(비교예 1)

비교예 1에서는 도 6에 나타내는 바와 같이 실시예 1에 대하여 개열 벤트(16)의 방향이 좌우 반대가 되도록 형성하였다. 즉, 비교예 1에서는 왼쪽의 끝쪽 홈부(22)가 원호형상으로 형성되어 있고, 오른쪽의 중앙측 홈부(23)가 전후방향으로의 직선형상으로 형성되어 있음과 동시에 중앙측 홈부(23)의 바닥벽의 두께치수를 0.15 mm로 설정하였다. 중앙측 홈부(23) 이외의 홈부(20·21·22)의 각 바닥벽의 두께치수는 각각 0.028 mm로 설정하였다. 그 밖의 점은 실시예 1과 동일하게 하였다.

(비교예 2)

비교예 2에서는 중앙측 홈부(23) 이외의 홈부(20·21·22)의 각 바닥벽의 두께치수를 각각 0.031 mm로 설정하였다. 그 밖의 점은 비교예 1과 동일하게 하였다.

(비교예 3)

비교예 3에서는 도 7에 나타내는 바와 같이 개열 벤트(16)의 좌우의 홈부(22·23)를 각각 원호형상으로 함과 동시에, 전후 좌우의 홈부(20·21·22·23)의 각 바닥벽의 두께치수를 모두 0.028 mm로 설정하였다. 그 밖의 점은, 실시예 1과 동일하게 하였다.

(비교예 4)

비교예 4에서는 비교예 1과 동일하게 개열 벤트(16)의 방향을 좌우 반대로 하였다. 게다가 실시예 3과 마찬가지로 전지의 전후 두께치수를 4.0 mm로 하고, 개열 벤트(16)의 전후 폭치수를 2.5 mm로 하였다. 중앙측 홈부(23) 이외의 홈부(20·21·22)의 각 바닥벽의 두께치수는, 각각 0.035 mm로 설정하였다. 그 밖의 점은 실시예 1과 동일하게 하였다.

(비교예 5)

비교예 5에서는 중앙측 홈부(23) 이외의 홈부(20·21·22)의 각 바닥벽의 두께치수를 각각 0.038 mm로 설정하였다. 그 밖의 점은 비교예 4와 동일하게 하였다.

(비교예 6)

비교예 6에서는 비교예 3과 마찬가지로 좌우의 홈부(22·23)를 각각 원호형 상 으로 하였다. 전지의 전후 두께치수는 비교예 4와 마찬가지로 4.0 mm로 설정하였다. 또한 전후 좌우의 홈부(20.21·22·23)의 각 바닥벽의 두께치수를 모두 0.035 mm로 설정하였다. 그 밖의 점은, 실시예 1과 동일하게 하였다.

(비교예 7)

비교예 7에서는 실시예 5와 마찬가지로 전지의 좌우 폭치수를 30 mm, 상하 높이치수를 48 mm, 전후 두께치수를 4.0 mm로 설정하고 있고, 개열 벤트(16)의 전후 폭치수는 2.5 mm로 하였다. 게다가 중앙측 홈부(23) 이외의 홈부(20·21·22)의 각 바닥벽의 두께치수를 각각 0.035 mm로 설정하였다. 그 밖의 점은 실시예 1과 동일하게 하였다.

(비교예 8)

비교예 8에서는 개열 벤트(16)의 중앙측 홈부(23) 이외의 홈부(20·21·22)의 각 바닥벽의 두께치수를 각각 0.038 mm로 설정하였다. 그 밖의 점은, 비교예 7과 동일하게 하였다.

(비교예 9)

비교예 9에서는 비교예 3과 마찬가지로 좌우의 홈부(22·23)를 각각 원호형상으로 함과 동시에 전후 좌우의 홈부(20·21·22·23)의 각 바닥벽의 두께치수를 모두 0.035 mm로 설정하였다. 또 실시예 5와 마찬가지로 전지의 좌우 폭치수를 30 mm, 상하 높이치수를 48 mm, 전후 두께치수를 4.0 mm로 설정하고, 개열 벤트(16)의 전후 폭치수를 2.5 mm로 설정하였다. 그 밖의 점은, 실시예 1과 동일하게 하였다.

즉, 실시예 1·2와, 실시예 3·4와, 실시예 5·6은 전지 치수를 다르게 한 것으로, 이것에 대응시켜 비교예 1∼3을 실시예 1·2와, 비교예 4∼6을 실시예 3·4와, 비교예 7∼9를 실시예 5·6과 각각 동일한 전지치수로 하고 있다.

실시예 1, 실시예 2와, 실시예 3, 실시예 4 및 실시예 5, 실시예 6에 있어서, 각각 끝쪽 홈부(22) 이외의 홈부(20·21·23)의 각 바닥벽의 두께치수(T1)를 0.003 mm만큼 다르게 한 것은, 개열 벤트(16)의 가공에 있어서 주위홈(19)의 바닥벽의 두께치수가 0.003 mm 정도 불균일한 것을 고려한 것이다.

본 발명의 실시예 1∼6에 관한 전지와, 비교예 1∼9의 전지를 각각 50개씩 준비하여 개열 벤트(16)의 작동압을 측정함과 동시에 개열성을 확인하였다. 여기서는 각 전지캔(1)내에 전극체(2) 및 전해액을 수용하는 대신에, 전지캔(1)의 바닥벽에 구멍뚫어 이 구멍으로부터 전지내로 물을 주입하여 전지 내압(수압)을 서서히 상승시켜, 개열 벤트(16)의 작동압의 측정 및 개열성을 확인하였다.

즉, 상기 작동압의 측정에서는 개열 벤트(16)가 열리거나, 또는 균열이 생겨 물이 새어나갔을 때의 수압을 작동압으로서 측정하였다. 상기 개열성의 확인에서는 바닥벽을 두껍게 한 홈부 이외의 홈부가 대략 완전하게 개열되었다고 육안으로 인정된 갯수를 세었다. 표 1은 그 결과를 나타낸다.

상기 작동압의 측정에서는 표 1에 나타내는 바와 같이 실시예 1·2의 작동압이 1.64∼1.75 MPa로 0.11 MPa밖에 변동하고 있지 않는 것에 대하여, 비교예 1·2의 작동압은 1.70∼1.98 MPa로 0.28 MPa이나 변동하고 있다. 상기 개열성의 확인에 있어서도, 실시예 1·2에서는 개열된 전지의 갯수가 48개와 50개로 거의 전부의 전지에서 완전히 개열되어 있는 것에 대하여, 비교예 1·2에서는 개열된 전지의 갯수가 23개와 25개로 되어 있어 과반수의 전지에서 불완전한 개열이 생겼다.

비교예 3은, 작동압이 1.70 MPa로 비교예 1과 같게 되어 있다. 비교예 3에서는 개열된 전지의 갯수가 18개로 되어 있어 다수의 전지에서 불완전한 개열이 생겼다. 이것은 비교예 3에서는 주위홈(19)의 바닥벽의 개열이 전지 내압에만 의존하고 있기 때문이라고 생각되고, 비교예 1의 작동압이 비교예 3과 같음으로써 비교예 1에서도 주위홈(19)의 바닥벽의 개열이 전지 내압에만 의존하고 있는 것을 알 수 있다.

실시예 3·4에서는, 작동압이 1.50∼1.62 MPa로 0.12 MPa밖에 변동하고 있지 않은 것에 대하여, 비교예 4·5의 작동압은 1.57∼1.88 MPa로 0.31 MPa이나 변동하고 있다. 마찬가지로 실시예 5·6에서는 작동압이 1.50∼1.63 MPa로 0.13 MPa밖에 변동하고 있지 않은 것에 대하여, 비교예 7·8의 작동압은 1.59∼1.90 MPa로 0.31 MPa이나 변동하고 있다.

상기 개열성의 확인에 있어서도 실시예 3∼6에서는 개열된 전지의 갯수가 각각 50개로 전부의 전지에서 완전히 개열되어 있는 것에 대하여, 비교예 4에서는 개열된 전지의 갯수가 27개, 비교예 5에서는 개열된 전지의 갯수가 30개, 비교예 7에서는 개열된 전지의 갯수가 26개, 비교예 8에서는 개열된 전지의 갯수가 31개로서, 다수의 전지에서 불완전한 개열이 생겼다.

비교예 6에서는 작동압이 1.58 MPa이 되어 비교예 4와 대략 같게 되어 있고, 개열된 전지의 갯수가 22개로, 다수의 전지에서 불완전한 개열이 생겼다. 비교예 9에서는 작동압이 1.60 MPa이 되어 비교예 7과 대략 같게 되어 있고, 개열된 전지의 갯수가 24개로, 다수의 전지에서 불완전한 개열이 생겼다.

이와 같이, 실시예 1∼6의 개열 벤트(16)는, 주위홈(19)의 바닥벽의 두께치수가 제조오차로 불균일하여도 작동압의 변동이 작음과 함께 개열성도 높고, 따라서 전지를 양산하여도 안정된 개열 벤트(16)의 작동이 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한 실시예 1∼6의 개열 벤트(16)는, 비교예 1∼9와 비교하여 작동압이 낮게 되어 있고, 그만큼 확실한 개열을 얻을 수 있다. 또 이들 효과는, 전지치수를 바꾸어도 얻어지는 것을 알 수 있다.

전지 내압이 이상 상승하면, 전지가 팽창 변형된다. 그 거동을 실시예에 의거하여 구체적으로 관찰하면 도 5에 나타내는 바와 같이 전지캔(1)의 전후 벽의 중앙부분이 전후방향으로 팽창된다. 이것에 수반하여 덮개(3)는 그 중앙부분이 전지의 안쪽으로 만곡하여 좌우방향의 끝부쪽이 솟아오른 굴곡형상으로 변형되려고 한다.

주위홈(19)의 끝쪽 홈부(22)는, 그 바닥벽의 두께를 두껍게 한 것만큼 변형되기 어렵게 되어 있다. 따라서 상기 전지의 팽창에 의하여 덮개(3)에 대하여 전후방향으로의 인장력이 가해졌을 때에 그 인장력과 전지 내압에 의하여 아마추어(舌片)부(25)가 바닥벽의 두께가 얇은 전후의 홈부(20·21)나 중앙측 홈부(23)의 바닥벽을 확실하게 잡아 뜯는다. 이것에 의하여 개열 벤트(16)가 크게 열려 전지 내압이 신속하게 해방된다.

예를 들면 끝쪽 홈부(22)의 바닥벽의 두께를 얇게 한 경우에는, 전지 내압의 이상 상승시에 덮개(3)는 두께가 얇은 끝쪽 홈부(22)의 부분에서 크게 구부러지고, 이것에 따라 아마추어부(25)에 있어서의 덮개(3)의 끝부측이 전지 안쪽으로 밀어 넣어진다. 이 때문에 전지 내압에 의한 아마추어부(25)의 전지 바깥쪽으로의 변형이 일어나기 어렵게 되어 개열 벤트(16)가 개열되기 어렵게 된다.

즉, 본 발명의 개열 벤트(16)에 의하면, 상기한 바와 같이 끝쪽 홈부(22)의 바닥벽의 두께가 두꺼운 것만큼 변형되기 어렵게 되고, 전지 내압의 이상 상승시에는 개열 벤트(16)가 유효 확실하게 작동한다. 따라서 주위홈(19)의 바닥벽의 두께가 제조 오차에 의해 불균일하여도 안정된 작동압을 얻을 수 있다. 또 전지 내압의 이상 상승시의 전지 내압이 그다지 높지 않아도 개열 벤트(16)를 확실하게 개열시킬 수 있다. 끝쪽 홈부(22)가 전후방향으로 연장되는 직선형상으로 형성되어 있기 때문에, 이점에서도 높은 개열성이 얻어진다.

주위홈(19)이, 오목부(17)의 형성영역내에 설치되어 있으면, 두께가 얇은 주위홈(19)의 바닥벽을 용이하고 또한 확실하게 프레스가공할 수 있다. 이것에 의해서도 주위홈(19)의 바닥벽의 두께의 불균일을 저감할 수 있어, 보다 안정된 개열 벤트(16)의 작동압을 얻을 수 있다.

주위홈(19) 전후의 홈부(20·21)를 좌우방향으로 평행하게 연장되는 직선형상으로 형성하여 두면, 전후의 홈부(20·21)의 바닥벽을 아마추어부(25)에서 용이하게 잡아 뜯을 수 있다.

Claims

전지캔의 개구 상면을 폐쇄하는 좌우 가로로 긴 덮개와,

상기 덮개에 배치하여 전지 내압이 이상 상승하였을 때에 개열되는 개열 벤트(bent)를 포함하는 밀폐 각형 전지에 있어서,

상기 개열 벤트는, 상기 덮개의 외면측으로서 상기 덮개의 좌우방향 중 어느 한쪽의 끝 근처에 오목하게 형성한 주위홈을 가지고,

상기 주위홈은, 전후 좌우의 홈부로 이루어지는 고리형상으로 형성되어 있고,

상기 덮개의 좌우방향의 중앙측에 위치하는 중앙측 홈부가, 평면으로 보아 상기 덮개의 중앙측으로 돌출하여 구부러지는 원호형상으로 형성되어 있고,

상기 주위홈은 상기 중앙측 홈부의 반대측에 위치하는 끝쪽 홈부가 전후방향으로 연장되는 직선형상으로 형성되어 있음과 동시에, 상기 끝쪽 홈부의 바닥벽의 두께가 그것 이외의 홈부의 바닥벽보다도 두껍게 치수가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐 각형 전지.
제 1항에 있어서,

상기 개열 벤트가, 상기 덮개의 내면측에 오목부가 오목하게 형성되어 있고, 상기 주위홈이, 상기 오목부의 형성영역내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐 각형 전지.
제 2항에 있어서,

상기 주위홈에 있어서의 전후의 상기 홈부가, 좌우방향으로 평행하게 연장되는 직선형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐 각형 전지.