TW472411B - Safe device for closed battery and closed battery using said device - Google Patents

Description

472411 五、發明說明（1) 發明所屈的技術領迠 本發明係有關具有防爆功能之密閉 及使用該裝置之密閉型電池。 ^電池的安全裝置 術 技 知 習 採器 等機 池子 電電 子的 離帶 鉬攜 或可 池於 電用 鋰使 之泛 液廣 解被 電正 水池 非電 用蓄 使的 於液 ，解 年電。 近水面 非方 用等 電負Jit 的及— 高極i 較正破I 有的 具容 池收 電所 蓄内古回

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頁 5 第 472411

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472411 上之成述

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第7頁 47H1 明 說明 發 5.' 述 前j 4)列 使之使同 線體部之 導極觸蓋 極電接外 正至央最 經接中成成通部 介連經形構流觸 時以介在所體接 :同予時與板氣的 力壓第之蓋同，口有間 -¾¾¾圍蓋極之板封設之 數之述範内正蓋蔽之上板 £_内前利最的間遮板板蔽， 罐斷專成上中之蔽壓遮通 裝阻請形端成板遮受述連 4能申於一形壓述述前間 排述使，在之在受前前及空 且前成又徵罐及述至於板部 ， 作 特裝，前接壓内 溝―予 其外板至連 受之 18阻間 4流板 向電蔽 對定遮 万設述 交過前 ^ Μ Λ 若板 之 池電 型 閉 密 之 項 ，接裴受連電 置 時連、安的氣予 力氣1予極電經 壓電1經正予時 斷之殳 則 於壓接氣

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第8頁 472411 五 、發明說明（5)

V 介％有j 3 5 s 5二二於前述遮蔽板及前述封口板之間 4 ,有由裱狀板而成的PTC熱阻器（thermist〇r)元件為 :4專利範圍第6項之密閉型池， 徵在於具 上述的安全裝置。 ii & f此，平,受壓板及氣導 ^ .'羞^之第二平坦接觸..面實的確保。另产^方—面_.二. /内-壓-右~劇烈_.，卜升愚設定阻斷壓力時，則羞蔽 --一-其遮蔽.板.,平_坦择觸而藉由分解氣體之馨_力由 受屋之第二隔離祐I斷」^ . _壓._板及遮蔽.赛_之電 氣農·ϋ~^防+公m^L-m-^-4玆妝熊以上的發生/，一同一疼防止 分解部。此時，第二平坦接觸面係以交/ .成 18 〇 °對向的狀態並予配置於呈同心的排列多數環狀溝 之中央部，故成由策二j一^二因 此，利用言禮 的阻及 遮-^4^5^£lZiJ4。此時，第二平坦接觸面係f塑變 形’故可確實的防止第二平坦接觸面與第一平坦接巧面再 度頂接。又於已設置偶數個（2, 4, 6，…）環狀溝之情形’對 第—平坦接觸面可邊保持平行間隔邊脫離第二平坦接觸 面。因此，利用設定電流阻斷壓i..」....可 〆-- 1 — __-丨'1

第9頁 472411 五、發明說明（6) 其次’不論上述的電氣阻斷’於萬一外裝罐内的化學 反應進行且發生分解氣體，内部壓力會再上升且超過設定 膜裂斷壓力之情形，藉由已設於遮蔽板上^^膜） Q ^會一分解~4體._.係ii_jg已設於受壓板之 可 炸。 在此’設定電流阻斷壓力宜為設定於4〜SKg/cm3·，設 定膜裂斷壓力宜為設定於2〇Kg/cm2 。 又’上述的密閉型電池之安全裝置，係於以下數點亦 具有特徵。 、1 · 屬箔可為由包覆兩者之包覆金屬板而 成’閥膜係藉由被覆内側環狀溝及外側環狀溝之金屬箔的 部分所形成亦可。在此，金屬板之厚度宜為約5 〇 // m，金 屬箔之厚度宜為約1 〇以m。 又’此種包覆金屬板例如於本申請人先前+於曰本特開 平卜2241 84號公報所揭示般，在ΐχ if〜lx 1(^Torr之極 壓惰性氣體氣圍中，以具有接合面之金屬基板及金屬箔各 自為已接地的一側之電極A，於與經予絕緣支持的其他電 極B之間施加1〜5 0 Μ Η z之交流電，並使進行輝光（g 1 ow)放電 且使曝露於藉由前述輝光放電所生成的電漿中之電極的面 積係電極B气面積之1 / 3 ,可藉由濺鍍蝕刻處理予以製造。 2.於遮/蔽板及封口板之間經予介設有由環狀板而成的 PTC熱阻器元件亦較宜，利用PTC熱阻器元件，隨著密閉型

第10頁 472411 五、發明說明（7) __ 電池之安全裝置的溫度上升，同時較 電流in的傀流動電流，ΐϋ 厂為達° 電池’係以具備上述的密閉型電池之=發明有關的密閉型 ' 文全裝置為特徵。 發明之實_麵形態 以下參閱附圖所示的一實施例， 首先，參閱第1圖〜第3圖說明與本發明、體一的^明本發明， 有關的密閉型電池之安全裝置的構成。< 一實施例之形態 如第1圖〜第3圖所示，於兼具負極 ^ 收容有電極體1 2。電極體1 2係形成著將^子4 ,外装罐11内 及負極15之層合物捲成漩渦狀的構成]，13、分隔板14 之上端開口部設置者兼具防爆功能及子，丄赘1裝罐11 安全裝置，安全裝置係實質上介由絕緣：J =型電穴的 1 6a將具有以下的構成之正極蓋丨6填縫固D Sas ^ 上端開口部予以構成。 疋於外裝罐11之 如第1圖〜第3圖所示，正極蓋16實質 最内蓋之同時介經正極導線17並予連接至電極在之形正成極 13的$壓板1 8，及在形成中間蓋之同時介經中央接觸部j g 並與受壓板18電氣連接的遮蔽板2〇，與在形成最外蓋之同 時使與遮蔽板2 0電氣連接的封口板2 1 ^又，正極蓋丨6係於 受壓板1 8及遮蔽板2 0之間介設絕緣板2 2呈環狀，同時於遮 蔽板20及封口板21之間介設著由環狀板而成的pTC熱阻器 元件2 3。

第11頁 472411 五、發明說明（8) 其次’說明具有上述的構成之正極蓋1 6的各部之構 成。 如第1圖〜第3圖及第5圖所示，於受壓板18上形成有多 數的氣體流通孔2 4，通過此氣體流通孔2 4使於外襄罐之内 部空間2 5及受壓板1 8與遮蔽板2 0之間所形成的接觸部動作 空間2 6連通著。 如第1圖〜第3圖所示，將受壓板18及遮蔽板20電氣連 接的中央接觸部19，係藉由自受壓板18之中央部朝遮蔽板 20突出時’同時具有第一平坦接觸面27之突起28及被設於 遮蔽板20之中央部而與突起28之第一平坦接觸面27頂接的 第二平坦接觸面2 9予以形成。 如第1圖~第4圖所示，於遮蔽板20之第二平坦接觸面 29的外緣上，除第一連接護耳部30外，亦即於所謂馬蹄形 狀内形成著内側環狀溝3 1。另一方面，於内側環狀溝3丨之 外緣上，除已設於與第一連接護耳部30成18〇。對向的位 5上之第二連接護耳部3 2外，較内側環狀溝3丨大徑的外侧 環狀溝3 3則予形成馬蹄形狀。在此，内側環狀溝3丨之圓周 角夸01及外側環狀溝33之圓周角度02以具有01$ 02之 關係為宜。又’ Θ 2在1 8 0度以上為宜，0 1為至少具有較 第一連接護耳部30所有的角度大之角度為宜。 /且’上述馬蹄形狀之内側環狀溝3丨及外側環狀溝3 3之 形狀可為圓形、橢圓形、不定圓形、多角形等。 又’於本實施例之型態，如第1圖〜第3圖所示，於遮蔽 板2 0之受壓板側面上接合有金屬箔3 4，在此金屬箔3 4藉由

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4724U 五、發明說明（9) ^，内侧環狀溝31及外側環狀溝32各自形成閥膜35、36。 ;疋’此等闕巧3 5、3 6之厚度係予設定成設定斷裂壓力 列如20Kg/cra )以上’則會斷裂。具體而言，於由鋁而成 屈^壁（例如50 #m)之金屬基板而成的遮蔽板2〇上包覆金 ^治34並形成包覆金屬板之情形，至於金屬箔34.例如可採 用1 0 # m之銅箔。 人且三在本發明如上述般於遮蔽板2〇之受壓板側面上接 二$屬箱34並在金屬箔被覆内側環狀溝及外側環狀溝不形 ，間膜亦可。例如在以内側環狀溝3丨及外側環狀溝32不作 八使二穿遮蔽板貝穿的構成，於遮蔽板之厚度之一部 =上没有已進行劃痕加工的截面V字狀之刻痕亦可。使形 成此種刻痕之情形，由於使遮蔽板2 〇上形成薄壁溝部，故 於遮^板20之受壓板側面上不需接合金屬箔。 藉由將中央接觸部19及遮蔽板2〇作成上述的構成，复 設定電流阻斷壓力睡k第 3圖-^1^1所示’邊使於閥膜3 6上生成塑性變形，邊估# 為兔 成，斜面a，同時内側環狀溝3 1内之第二平 邊將閥膜35塑性變形，邊對傾斜面a成為呈相反方向傾’、 斜。結果第二平坦接觸面2 9係對設於受壓板1 8之突起2 8上 的第二平坦接觸面27成為平行的脫離。因此，分解氣 = 學-A差-AA-签定電一流阻斷壓jjf，則藉由已設 t3!」3 2，遮蔽板 2 〇 可立即 平對第的-脫 — --—_-—运^蔽

472411 五、發明說明（ίο) + 板20之中央部即使升，壓板1 8完 全脫離，可確實且迅導通~ 且，於第2圖及第3圖，第二=坦接觸面2 9及第一平坦 接觸面27脫離且顯示著電氣導通經予阻斷的狀態，惟第二 平坦接觸面2 9及第一平坦接觸面2J經予接合（例如熔接等） 之情形，如第7圖及第8圖所示’突起28之側面部裂斷，藉 由事先將突起2 8之側面部之壁厚予以，分的薄壁化，隨著 遮蔽板2 0之上升，突起2 8之側面部之薄壁化部受強力牵 拉，而可阻斷電氣導通。 其次，參閱第1圖〜第3圖說明，具有上述構成的密閉 型電池之安全裝置的動作。 例態力若超過設定—電、，* ，則 工 2一盒·屋突起 28 上的第一平 M-^2. 7 in 6^7 gg：離逆玆虹 9 n 々铉 ——~^--- 解斷。因此，防 部，可確實—的n-外裝^丄i-之， 、可厶如^時因閥膜3 5、3 6仍未予裂斷’钕 )ι，。 ^遷·ίϋ出m_丄」《—謀-恭⑽呆 於上述的密閉型電池，例如 大電流流激_時二1_由於此大mi-ih裝内發生 惶使外|罐11内壓力增大 :原狀置放時，則成為密『型電池}爆ί

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案號 88120191 五、發明說明（11) _ 再者，萬一不論上述的電 L一„— Η内進行化學反應，分解卩斷，亦於外裝罐 過設定膜裂斷壓力時，如第 ' 使内壓上升，若超 —者或兩者會裂斷，分"不，則閥膜35、36之任 叶l 角午氣體由接觸部動作介Ρ气9 A、S、κ λ 蔽板20及封口板21之間的 2作工間26通過遮 37並使立即被排出外部，；==口板21之排氣孔 炸。 故了確實的防止密閉型電池之爆 如此，藉由採用與太眚始你丨夕袖自t 士 之安全f置，< 祐每沾本 例型有關的密閉型電池 外1γ &二〜進仃電流阻斷及分解氣體之朝電池 可防範密閉型電池之破裂於未然。再者，分 ，齓體之排放至電池外部係僅在萬—的情形始 效的抑制對人體或環境之惡劣影響。 另 又’如第1圖〜第3圖所*，在本實施例之形態，因在 ，蔽=及封口板2 1之間介設有由環狀板而成的pTc熱阻 為兀件23，故由於分解氣體之發生若使密閉型電池之安全 裝置之溫度上升則電流較難流動，由此方面亦可防止由於 過電流引起的爆炸。 且，在以上說明的實施例之形態，於第二平坦接觸面 29之外緣上設置著兩個環狀溝3丨、33，惟亦可作成使形成 3個以上（偶數、奇數之任一者均可）。 發明之功敔 如上述般，於本發明之密閉型電池之安全裝置，於通 常電流流動的情形藉由在密閉空間内使受壓板及遮蔽板之

88120191-91004-1477.ptc 第15頁 472411 五、發明說明（12) 1) ¢) 接觸部以氣密狀態接觸，可使密閉型電池正常的動作，同 時在過剩電流流動的情形，將利用發生的分解氣體之壓力 且已設於作成同心之多數環狀溝之中央部的第二平坦接觸 面，由已設於受壓板之中央部的突起上之第一平坦接觸面 立即脫離並立即阻斷受壓板及遮蔽板之接觸部間之電氣連 接，同時分解氣體之壓力再上升的情形，因將閥膜裂斷並 可立即確實的進行電流阻斷及分解氣體之排放置電池外 部，可防範密閉型電池之破裂於未然。再者，分解氣體之 义排放至電池外部係僅在萬一的情形始進行，可有效的抑制 對人體或環境之惡劣影響。 r 又於本發明之密閉型電池之安全裝置，係於已設置 f内、外側環狀溝之金屬基板上包覆金屬箔，利用設定膜裂 i斷壓力可價廉的製造具有能確實動作的閥膜之遮蔽板。 再者，於遮蔽板及封口板之間藉由介設由環狀板而成 的PTC熱阻器元件，由於PTC元件使電流較難流動，由此方 面亦可防止由於過剩電流引起的爆炸。 於是，藉由具備有本發明之密閉型電池之安全裝置， 可廉價的高性能且安全性較高/的密閉型電池。 明 說 單 簡 之 式 圖 型 之 ru^ 施 實 1 之 明 發 本 的 態 狀 用 使 常 通 於 與 為 圖 1X 第 、裝 ί全 Μ 4 。予池 圖.電 呈Mis 說Μ閉 10# V 之，關 -之 置板有 裝U態 全II型 之α爿 板 池/壓％ 電 實 型《又一帛Ϊ # 密▲明 J圖、 的2發 關第本 有 之 態 態

第16頁 472411 _案號 88120191_年月日 修正 五、發明說明（13) 丨 置之構成說明圖。 第3圖為與於閥膜已裂斷的狀態之本發明的一實施例 之型態有關的密閉型電池之安全裝置之構成說明圖。 第4圖為由第1圖之B-B線觀察的剖視圖。 第5圖為由第1圖之A-A線觀察的剖視圖。 第6圖為由受壓板之第一中央接觸部說明遮蔽板之第 二中央接觸部呈平行的脫離之機構的模式圖。 第7圖為與受壓板及遮蔽板之電氣連接經予阻斷的狀 態之本發明的另一實施例之型態有關的密閉型電池之安全 裝置的構成圖。 第8圖為與於閥膜已裂斷的狀態之本發明的其他實施 例之型態有關的密閉型電池之安全裝置之構成說明圖。 圖號之說明 11 外裝罐 12 電極體 13 正極 16 正極蓋 17 正極導線 18 受壓板 19 中央接觸部 20 遮蔽板 21 封口板 22 接觸部動作空間 23 PTC熱阻器元件

88120191-91004-1477.ptc 第17頁 472411 五、發明說明 (14) 27 第 —*· 平 坦 接 觸面 28 突 起 29 第 二 平 坦 接 觸面 30 第 — 連 接 護 耳 31 内 側 環 狀 溝 32 第 二 連 接 護 耳 33 外 側 環 狀 溝 34 金 屬 箔 35 ' 36 閥 膜 ^ _年月日_修正 圖式簡單說明 88120191-91004-1477.ptc 第 19 頁 2001. 12. 07. 019

Claims (1)

1. 472411 、申請專利範園 1 . 一種密 -成最内蓋之同 受壓板，及在 連接至前述受 電氣連接至前 之正極蓋的密 於前述受 受壓板及前述 之内部空間連 若將前述 蔽板突出時， 述遮蔽板之中 第二平坦接觸 前述外裝 需予作成能阻 閉型電 時介經 形成中 壓板之 述遮蔽 閉型電 壓板上 遮蔽板 通， 中央接 同時由 央部内 面予以 罐内之 斷前述 觸部由 具有第 的前述 形成， 壓力若 受壓板 案號 88120191

   池之安 正極導 間蓋之 遮蔽板 板上％ 池之安 設有氣 之間的 ，其特徵在於具有在形 ^吏予連接至電極體之正極的 同時介經中央接觸部使予電氣 與在形成最外蓋之同時使予 封口板之外裝罐的一端所安裝 全裝置， 體流通孔，將經予形成於前述 接觸部動作空間與前述外裝罐 前述受壓板之中央部朝前述遮 一平坦接觸面之突起及設於前 突起之第一平坦接觸面頂接的 超過設定電流阻斷壓力時，則 及前述遮蔽板之電氣連接。 2.· —種密閉型電池之安全裝置，其特徵在於具有在形 成最内蓋之同時介經正極導線使予連接至電極體之正極的 受壓板’及在形成中間蓋之同時介經中央接觸部使予電氣 連接至前述受壓板之遮蔽板，與在形成最外蓋之同時使$ 電氣連接至前述遮蔽板上的封口板之外裝罐的一端所安裝 之正極蓋的密閉型電池之安全裝置， 於前述受壓板上設有氣體流通板，使前述外裝罐之内 部空間與經予形成於前述受壓板及前述遮蔽板之間的接觸

   88120191-91004-1477.ptc 第20頁 修正 月 中央部，除連接護耳部外經予同 形成直徑變大的多數環狀溝，且 互對向成1 8 0 ° ， 若超過設定電流阻斷壓力時，則 板及前述遮蔽板間之電氣連接。 安全裝置，其特徵在於形成最内 經予安裝於外裝罐之一端上的正 正極的受壓板，及在形成中間蓋 予電氣連接至前述受壓板之遮蔽 時經予電氣連接至前述遮蔽板之 氣體流通孔，將經予形成於前述 的接觸部動作空間與前述外裝罐 /、、申清專利範圍 部動作空間連通之同時 於前述遮蔽板之約略 心的切刻’同時朝外緣部 排列f述多數環狀溝使交 月】述外裝罐内之麗力 予作成使能阻斷前述受壓 ^ 3.—種密閉型電池之 蓋之同時介經正極導線使 極蓋予以連接至電極體之 之同時介經中央接觸部使 板’與在形成最外蓋之同 封口板所構成， 於前述受壓板上設有 受壓板及前述遮蔽板之間 之内部空間連通， +將前述中央接觸部若由前述受壓板之中央部朝前述遮 蔽板突出時’同時由具有第一平坦接觸面之突起及設於前 述遮蔽板之中央部内的前述突起之第一平坦接觸面頂接的 第二平坦接觸面予以形成， 於刖述遮蔽板之第二平坦接觸面的外緣上，除連接護 耳部經予同心的切刻，同時朝外緣部形成直徑變大的多數 環狀溝’且排列前述多數環狀溝使交互對向成1 8 〇。，於 前述遮蔽板之受壓板側面上接合金屬荡並於前述環狀溝各

   88120191-91004-1477.ptc 第21頁 案號8812mm 六、申請專利範圍 自形成閥膜， J 曰

   前述外裝罐内之懕六其 M 六時，則 i: +你+ 1 ^ 超過設定電流陴斷座力 Μ =作成“述Μ板之第觸面隔離前述遮蔽板 J:平ί接觸面並阻斷前述受壓板及前述遮蔽板間之電 壓力時，ΐ ί;::斷外裝罐内的壓力若超過設定膜裂斷 坚刀時貝IJ南予作成能裂斷前述閥膜。

   4.如申明專利範圍第3項之密閉型電池A 中前述遮蔽板及前述金屬箔係由包覆金女王裝置 板所形成的 、5.如申請專利範圍第1項至第4項之任〜 池之安全裝置，其中前述遮蔽板及前述封口 J、之密閉塑電 由環狀板而成的PTC熱阻器元件。 板之間介設有 6·如申請專利範圍第5項之密閉型電池 係具備有前述安全裝置而成密閉型電池。女全裝置

   第22頁 88120191-91004-1477.ptc