TW503594B - Safety apparatus of square battery and its manufacturing method - Google Patents

Description

503594 五、發明說明（1) "" [發明所屬之技術領域] 本發明為關於比較扁平的角筒狀之角形電池，其中電池 殼内收容有發電元件，為使其内部之瓦斯壓在異常上昇時 月b放出’乃設計一種安全機構，亦即在電池殼上設一開、 口’本發明即提供此安全機構及其製造方法。 [習知之技術]

例如作為攜帶型電子機器之電源所用的二次電池，除了 要求須有高能量密度外，同時要求空間使用效率良好的形 狀以達到輕量化或小型化。作為達到此等要求的電池，使 用鋁製而且比較扁平角筒狀外殼的角形鋰二次電池乃受到 此種鋰二次電池，由於其電池殼内收容非水電解液 (有機溶媒系電解液）之結構上的關係，要求須有長期穩定 之密閉性，因此在有底角筒形之電池殼内 :卜其電池殼之開口部，將封口板加以雷 開口部施以確實封閉。 另一方 池，在過 用而在短 此瓦斯充 上昇至某 是非水電 可能性更 然，所設 電池殼的 面，像 充電狀 路狀態 滿在如 值以上 解液二 大。因 的安全 某部份 上述鋰二 態下流過 下非水電 上述之密 時，最後 次電池， 此以往為 機構乃是 做開口部 次電池這種非水電解液二次電 超出平常的電流時，或是由於誤 解液被分解時，就會產生瓦斯。 閉電池殼内，由此而使電池内壓 會招致電池殼破裂的結果。尤其 比他系的電池，上述缺失發生的 了防範上述之電池殼破裂於未 根據超越某值的電池殼内壓，在 ’而將產生的瓦斯由此開口部放

503594 五、發明說明（2) 出到外面 非水電解液二次電池以往的安全機構，如圖丨丨所示者為 一般所習知。，即該圖（a)所示以往第一個安全機構為， 在封住有底角筒狀電池殼丨上端開口部的鋁製封口板（厚度 譬如90 0 /zm)2之某部份上面作成瓦斯透氣孔3，同時在封 口板2、的下面，將鋁製薄片（厚度譬如約為3〇 在真空 中加以貼合。此安全機構在電池殼1之内壓上昇到所定值 以上時’塞住薄片4瓦斯透氣孔的部份4a受到瓦斯的壓力 而破裂，經由此薄片4破裂所產生開口部以及瓦斯透氣 孔’内部瓦斯就被放出到電池殼1的外面。

又’同圖（b)所示以往的第二個安全機構，其結構為在 有底角尚狀電池殼1之另一邊長侧面1 a上，作成有V字形剖 面狀之平面視圓形的刻印溝7，此刻印溝的溝底面與電池 殼1内侧之間，設有薄壁圓形之易破裂性部8。此安全機構 在所定值以上時，長侧面1 a上比其他部位較薄而強度較低 的易破裂性部8會裂開而形成開口，由此開口部瓦斯被放 出到外面。

再者，同圖（c )所示以往的第三個安全機構，其結構為 在電池殼1的底面作成刻印溝9 ’此溝在與電池殼1稜線平 行的直線部兩端形成V字形。此安全機構的作用是，由於 在電池殼1最小面積部的底面1 b形成刻印溝9，因此隨著内 壓的上昇，電池殼1兩邊的長側面la、lc向外方膨脹時， 底面1 b會朝内方變形而造成刻印溝9裂開形成開口，由此 開口部瓦斯被放出到外面。

90103523.ptd 第6頁 五、發明說明（3) [發明所欲解決的問題] 透iLV:孔安，全機構必須對較小長方形封口板2作瓦斯 : 主工；此封口板2要裝在電池殼1時，須在 具内側的一面之表面做活性化加 、 ^ 在ΐ小：=ϊ造成本'高的缺點。而且，瓦斯透氣孔3 斯透氣孔3的部份m::::力因此要使薄片4塞住瓦 的話，口是斟上1 力，從電池殼1整體來看 的話，/、疋對極為局部性的部份作用而已，結 面塞去住者瓦右斯透氣孔3的部份4a破裂所需的時間過久，在安全 t盡^分。為此’以往為了使薄片4在電池内虔達到所 :較迅速破裂起見，乃嘗試將薄片4由3°_代之 γ w罕曰便溥片4破裂而形成新的問題。 又，上述第二個安全機構，是在電池殼厚約3〇〇#瓜 生剩餘壁厚約為80 之易破裂性部8。由於沖懕Λ =時的熱壓迫而產生加工硬化，冑長側面la易破裂性; j近之物性發生變化。此物性變化的程度，亦即變為^ =ί8並破 裂陡邛8破裂的電池内壓之所定值，而造成問題。 為了防止塵埃等混入電池殼i内，將電池殼i之開 :封口板封住之狀態下作出刻印溝7時，在比較廣、 長侧面la沖壓加工時受到材料流動的應力而使封口板2 =子

五、發明說明（4) 之：口部處於打開的狀態，雖然僅是打開很 i5要將封口板2以雷射熔接固定到電池殼1時，會 =。軋/ owho 1 e)，此種小孔容易成為電解液漏出的原 底面it作i i c二全機構’是在電池殼1面積最小的 沖壓加工此可以防止上述第二個安全機構 Γ壓加工以Λ壓加工作成，與第二安全機構的情形-上 加工硬化會造成物性的變化，使動作壓起伏 ::二經常造成所定值無法設定的_。而且，刻印 ϊί λ為接受内壓異常時之面積是電池殼1 中最小面積的錯，因此較難變形，#即為了得 動作壓，刻印溝9的剩餘壁厚必須設定為报小，這樣一、 來’不僅必須作此壁厚的高精密度管理而不易作刻印溝9 的加工之外，依據刻印溝9溝底部的剩餘壁 裂性部’由於太薄而造成很差的耐落下性。再者的易破 :電戈並聯之接續狀態收容在組盒内構成電池組 時，由於電池设1之底面lb有作好刻印溝9的存在， 續時引線熔接困難之另外問題。 每成接 二二i!:鑑於上述以往的問題，為了能以低成本的 結構而在電池内壓達到設定值之時點，可正確迅 將瓦斯確實放出到電池殼外面，乃提供角形電池 構及其容易製造的方法，此方法之目的在於 有瑕疵的發生。 文王機構

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[解決問題之手段] 為了達成上述之目的，對 板及電解液的角形電池，在 前述電池殼的一部分開口以 發明的特點為在前述電池殼 述切削溝之溝底面與前述電 的易破裂性部，其所設定之 壓上昇至所定值時就會破裂 此角形電池的安全機構， 所形成的易破裂性部，由於 且是受電池内部上昇變形較 達到依據易破裂性部壁厚之 即能確實而迅速破裂。又， 削加工作成，不同於以沖壓 因熱壓迫而起的加工硬化， 生變化，如此即能依據易破 正確進行其精密度管理而獲 再者，雖然切削溝是在較 壓加工不同，是以不壓縮材 於角筒狀電池殼内部收容電極 其内部瓦斯壓異常上昇時，將 便放出瓦斯用的安全機構，本 的長侧面形成切削溝，並在前 池殼的内面侧之間，設置薄壁 薄壁的強度為前述電池殼之内 的強度。 由切削溝之溝底部的剩餘壁厚 是形成在電池殼的廣面積部而 大的長側面，因此在電池内壓 強度而設定的動作壓之時點， 由於切削溝是用切削刃等以切 加工作成的刻印溝，不會產生 因而切削溝附近的物性不會發 裂性部的壁厚而設定動作壓， 得安全性極高的角形電池。 廣面積的長側面形成，但與沖 料壁厚的切削加工所形成，不 會產生加工時因材料流動而引起的應力，因此即使在電池 殼以封口板封住的狀態下做切削溝的加工’也不會產生封 口板對電池殼開口部打開的缺失，而能夠確實防止電解液 的漏出。又，此安全機構僅由切削溝的加工即能構成，因 此與須有瓦斯透氣孔的封口板下面貼合薄板的結構比較的

\\326\2d-\90-05\90103523.ptd 第9頁 503594 五、發明說明（6) 話，可以低一層的成本來製造。 上述發明的切削溝，最^是與電池殼的 或與左、右侧邊平行’加以配置而在長甸m行， Ik著電池内壓的上昇’電池殼的長側面：眼w樣。 侧面切削溝的中央部，其膨服為最大 夕卜，脹時，在長 依電池内壓而選定在容易破裂的部位=易破裂性部可 速而確實的破裂。 ^ 4位即能達到迅 在上述的結構中，切削溝形成的最 的長側面在上下方向三等分 置疋，將電池殼 的地方，或^前述長側面在左:5向人=t f側或下邊侧 之接近左邊側或右邊侧的地二。β刀成三等分的三處中 這樣的話’切削溝的靠近上、 ▲ 侧邊部份，在電池内壓上 :邊或罪近左、右邊的單 削溝的靠近中央之另外側乎不會膨脹凸出，但是切 削溝受到電池内塵時，溝：:服出很大。這樣子，切 果設在切削溝的溝底 °㈢因打開报大而變形，結 此，配合所定之動作塵裂性部就容易破裂。因 些，®而使依據裂性部之壁厚即可設 精费度管理更形容易，而另j丨生#之壁厚進行動作壓的 以及易破裂性部的耐落下性7好處則是切削溝的加工性 上述的發明，可以將複f ^夺更形提高。 接近的配署 户e 的切削溝，以相互单> :配置，在長側面作出而 再以相互千仃，而且 °，的話，複數切削溝之中广二、 处所構成的切削溝，會隨 叉電池内壓而變形較小 __ 者電池内壓的上昇好像要靠近 9〇103523.ptd 第10 五、發明說明（7) --- S3面變形…刀削溝的部份等於變為向裡面彎 最大之二路搂t，複數切削溝之中，在受電池内壓而變形 形而向=$ ^ ώ的某一切削溝，由於其單側邊的切削溝變 形，變為易破裂之；ΐ ίΓ 大角度張開而變 的易破裂性部之辟1心。 i配合所定之動作壓要設定 大，因而栋二Μ ί予，比配置單一之切削溝時設定為更 理更彤* I 7 破裂性部之壁厚進行動作壓的精密度管 裂性1 Μ Μ Μ而另外的好處則是切削溝的加工性以及易破 Γ生口15的耐洛下性同時提高。 V字刀开削。溝取好是對其長度方向的直交方向之剖面形狀略呈 溝的幾乎卢:V易破裂性部可以特定在剖面V字形切削 之，並容县二擔〆且底部與電池殼内面之間的地方而設定 此，以、、中芦/ 破裂性部的壁厚來設定動，作壓。相對於 溝底面寬度方向的兩端角邱之二子：狀之溝的活’會在 有動作壓容易起伏不定的處形成易破裂的地方，而 切削溝在長度方向的兩 成與前述長度方向直交之方二二ς 他部份比較的話，形 _ 削溝長度方向的ΐ:::溝底部的易破裂性部可以選定在切 二條ΐ曲ii 溝”度方向的剖面最好是由 部，該彎曲溝底部從此直其溝底部份形成易破裂性 、深#底部兩端部分別彎曲上來延

五、發明說明（8) 伸到電池殻表面。 這樣的話，當電 直線溝底部剩餘壁 此，長度方向的剖 電池内壓的上昇， 兩端角部的某一方 不易穩定掌握，在 就很容易破掉。 切削溝的長度方 不連續溝底部連接 性變化，二條彎曲 曲上來延伸到電池 部是由溝底面突出 部會提高耐落下性 衝擊等時，能防止 上述之切削溝在 部，而此溝底最深 破裂性部。這樣的 特定之小地方，因 同時由於可將破裂 的電池安全性乃大 ，内壓達到所定值時， 厚而設的易破裂性部確 面形狀做成矩形狀之切 電池殼向外膨脹時，溝 會先達到破裂的可能性 未達到所設定動作壓之 可以讓切削溝依 實破裂。相對於 削溝的話，由於 底面長度方向的 較高，使動作壓 前，易破裂性部 向之剖 而成， 溝底部 殼表面 到溝内 ’因此 易破裂 特定之 部之溝 活’易 此動作 部位偈 幅提兩 面亦可 不連續 從此不 。這樣 的複數 可使裝 性部輕 處，其 底面可 破裂性 壓的設 限於小 由二條彎 溝底部之 連續溝底 ’由於切 肋狀部所 有電池的 易破裂的 溝底形成 與電池殼 部可確實 定可以更 處，因此 曲溝底 溝底深 部兩端 削溝之 形成， 機器受 缺失發 最深的 内面之 設定在 容易正 安全機 部分別與 不是連續 部分別彎 不連續底 而此肋狀 到掉落的 生。 溝底最深 間形成易 切削溝的 確進行。 構動作時 切削溝最好使用塗有氟系樹脂或聚合石蠟系樹脂的被覆 保護膜，將整體填埋包覆。這樣的話’由切削加工所形成 的切削溝’雖然乳化膜專已被除去，被覆膜可確實防止其

五、發明說明（9) 受注入電解液 另一方面， 含二個 殼内部 封住而 上而高 側面接 定厚度 池朝直 在前述 此角 角形電 的塵埃 削刃經 壓迫所 進行正 材料流 失。再 移動而 狀的直 面形成又， 為其特 電極板 步驟為 收容電 製成角 速旋轉 觸而切 的易破 線方向 長側面 形電池 池之長 專不會 多次旋 引起加 確的動 動應力 者，裝 進行切 線溝底 二個彎 本發明 點。第 及電解 時所漏出電 本發明之角 其特點。第 極板及電解 形電池。第 的切削刃， 入，決定要 裂性部，再 才目對移動， 形成切削溝 之安全機構 側面形成切 混入電池殼 轉之切削加 工硬化的發 作壓之精密 所引起的封 有切削刃的 削溝之加工 部，並從其 曲溝底部， 之其他的角 一個步驟是 液之後，將 解液或 形電池 一個步 液之後 —'個步 對著前 切入深 讓前述 而使前 鹽水的 安全機 驟是在 ，將前 驟是使 述角形 度的相 高速旋 述切削 腐餘。 構的製 有底角 述電池 用裝在 電池之 對位置 轉體或 刀做多 造方法以包 筒狀的電池 殼之開D部 高速旋轉題 電池殼的長^ 以便形成戶斤 前述角形電 次旋轉以便 的製造 削溝， 内。又 工所形 生，並 度管理 口板對 高速旋 ，因此 兩端再 完成有 形電池 在有底 前述電 方法，是在 因此切削溝 ，切削溝是 成’因此可 可依據易破 ’同時也不 電池殼開Q 轉體與角形 能夠以同_ 分別彎曲上 正確剖面形 製造方法以 角筒狀的t 池殼之開口 已製作完成的 加工時所產生 由高速旋轉切 確實防止由熱 裂性部的厚度 會發生加工時 部打開之缺 電池是作相對 溝深形成直線 來到電池殼表 狀的切削溝。 包含二個步驟 池殼内部收容 部封住而製成 _

90103523.ptd 503594 五、發明説明（10) _ 角形電池。第二個步驟是 轉的切削刃，對著前述角形:在尚速旋轉體上而高速旋 ，再讓前述高速旋轉妒：之電池殼的長侧面接觸而 ，同時並使前述:f則述角形電池朝直線方向相 切入 對移動，同時並使前述高=二述角形電池朝直線方向相 接離方向相對移動，而你_ =轉體或前述角形電池朝相互 述長侧面形成溝深不連續=切削刃做多次旋轉以便在前 此角形電池之安全機構形狀的切削溝。 時所產.生的塵埃等混入電池M梃方法，可防止切削溝加工 化而可依據易破裂性部的=内，並可因不會發生加工硬 管理，同時也不會發生加工正確的動作魔之精密度 板對電池殼開口部打開之缺寺材料流動應力所引起的封口 旋轉體與角形電池朝相互接加上以牝控制而使高速 成具有溝深不連續變化之不目對移動，可正確形 上述各發明的製造方法以溝。 前述角％電池的電池殼 池I作之後再進行於 述電池殼上做好前述切但也可以預先在前 及電解液之後，再將前述；=殼内部收容電極板 形電池的製作步驟。這種角形；池封好而完成角 將切削溝製造不良的電 ^方法同樣的效果之外，可 電池殼來製造角形電池：：提二成：:用有良品切削溝的 =棄=為,電池殼，與廢 運到製造成本的降低。 用小電池比較，可 上述各發明的製造方法’可使以所定的間隔裝有複數的 90103523.ptd 第14頁

切削刀之高速旋轉體 裝方向直交而循直線 時作出複數的切削溝 同時並正確地完成相 在電池殼長側面備 池，可依據易破裂性 的精密度管理。因此 點，能迅速確實地使 性。尤其是，角形鋰 在電池内壓上昇到某 窥的可能性較高，因 [發明之實施形態] 或是角 方向相 。這樣 互平行 有本發 部厚度 ，當電 易破裂 二次電 值以上 此上述 形電池 對移動 的話， 而且配 明之安 而設定 池内壓 十生部破 池與其 時電池 安全機 ’與前述 ，即可在 在電池殼 置接近的 全機構的 動作壓， 達到設定 裂，而大 他系之電 殼會破裂 構極為有 各切削 前述長 的長側 複數切 角形鋰 以進行 動作壓 幅提昇 池比較 ，發生 效0 刃的安 側面同 面，可 削溝。 二次電 其正確 的時 安全 的話， 這種瑕 以下，參照圖面說明本發明之較佳實施形態。圖1為備 有本發明之第一種實施形態之安全機構的角形電池之立體 圖’圖2 (a)為上述電池之切削溝形成部份之前視圖，（b) 為沿著圖1之A-A線所作之剖面圖，（c)為沿著圖i之B_B線 所作之剖面圖。在圖1之角筒狀電池殼1之一邊的長侧面 la，有直線狀之單一切削溝1〇在長側面1&之上、下邊以平 行配置而形成，此切削溝1 0之溝底與電池殼1之内面之 間’如圖2 ( b )所示，設有薄壁之易破裂性部1 2，其厚度設 定為電池殼1之内壓上昇至所定值時即會破裂。又，在本 貫施形恶’此依據切削溝1 0而形成的薄壁易破裂性部1 2是 在電池设1長侧面1 a上邊之近傍處，具體而言即在長側面 la上下方向三等分後之三處中的上邊側之處形成。

90103523.ptd 第15頁 五、發明說明（12) 2切削溝’如圖2(c)所示，其在長度方向 呈v字形狀。再者。如圖2⑻所示，切二度 -為的剖面具有以下二種所連結而成之形狀，即 Η: 兩端部=

—條考曲溝底部1 0 b、1 0 c。 J =3為沿著則之^線所作之剖面圖 子…欠電、、也之社I : 下簡單說明此鋰離 en池在電池殼内1收容非 性，ϋ 4卜扁右& /構仏上要求長期經久之穩定密閉 立門LI有角湾的電池殼1内收容電極群U後，在 接封口板17，而將開口部14施以確實 封閉。與電極群13同樣為發電所需的電解液，從在封口板 π所形成的注液孔18注入所定暑 :履從在封口板 注液孔封住。 以所U ’其後再以封栓構件19將 之：屬2 it 2為鋁板、鍍鎳鋼板、護面鋼板或SUS鋼板等 柘n 。此電池殼1之内部，對其内底面以絕緣 ΪΓ: 成電性絕緣的狀態，#入上述電極群 1 3後，再於其上端部以絕緣板22作電性絕緣。 封板17在其中央部的安裝孔23 ’透 q 性絕緣狀態安裝負極端子27，在此端子的下:，從電極^ 13通==板22的插通孔22a導出負極引線28，將其熔接 子5 封口板17，從電極群13通過絕緣板22的插通孔

第16頁 五、發明說明（13) =導出正極引線20 ’將其炫接好。組裝 口板17嵌入電池殼1之開口部14，將豆 冤池夺將封 ^ ,1 t ^ ^ Λ'?,# ^ 再將此注液孔18以封栓構件19加以封住。=的電解液， 只有注液孔18與安裝孔23而已，並沒有以^，封口板Η 構所示之透氣孔3或薄板4，可以低價來製作第-個安全機 J著說明上述安全機構的作用。要使 2池内壓’其動作壓依據易破裂性部：么 而在使用中的角形電池，如果因過充電狀離又疋。 生短路狀態的話，所產生瓦斯合 或誤使用而產 向I "座生札斯會充滿猎閉狀離的雷、Α Μ 1 壓上昇”遺著電池殼1會向外膨: ，時’長側面la的中央部份整個向 上述切削溝10的長側面laJi邊近旁 =在形成 不脹出之間的境界邱^ 女日 交為脹出與幾乎 -。也就是說？:+ 亦即發生最大應力變化的地方之 方向t # π I* $述切削溝10在本身長度方向所對直交寬 = = 份，當電池内壓上昇·，^ 脹開。這樣一纟，切中央的他側邊之處卻大大地 成為打開很大的狀二=在”電池内壓時，溝開口部 破裂性部12乃：=:變形，設在切削溝10溝底部份的易 電池内壓上昇到二破裂之狀態。結果易破裂性部1 2受到 從這樣產生的二J之動作壓時所產生的剪斷力而破裂， 面。 4 ’電池殼内部的瓦斯乃被放出到外 破裂性部1 2是在電池殼1上較大面積

9〇l〇3523.ptd 第17頁 此安全機槿 > 且^ 五、發明說明（14) 部，並在因電池内壓之上昇而變形較大 因此當電池内壓達到舻Μ屆姑α 面1 a形成， 仏广 建幻根據易破裂性部1 2壁厚而号夕梢宁叙 作壓的時點，&易破裂性部12 裂之= 部！以往各種安全機構比較來看，可；此 而谷易做到精密度管理，同時並古 ς 又 及易破裂性部12的耐落下性。了切削溝10的加工性 又，切削溝1 0如後述，是以切削刃等 :以不同於以往沖壓加工所形成的；j、力工：：：於 熱壓迫而引起加工硬化的發生，而又Μ 9不會由於 的物性吝4 ^ ^生而不至於使切削溝1 〇附近 產生、史化，可以依據易破裂性部丨2 確的動作壓之精密度管王里，得到安全㈣：3而做更正 忖判女王性極尚的角形電池。 者，雖；、、、、切削溝是在比較大面積的長侧面la所形成， 時材料的流動產生應力變 口部1 4以封口板丨7暫時封住 也不會發生封口板丨7對著電 ’可確實防止電解液的漏 刀削加工而完成，不同於沖壓加工，不會壓縮 柯枓的壁厚，而不至於因加』 形’因此即使在電池殼1之開 的狀恶下做切削溝1 0的加工， 池殼1之開口部1 4打開的缺失 f、。又，此安全機構可僅由單一的切削;冓之加^^而"構 ，，因此與在具有透氣孔3的封口板2下面貼合薄板4之圖 u u )構成比較的話，可以更低的價格來製造。 t者’切削溝10是以下二種形狀連結而A，即一為以同 深做直線狀延伸而在其溝底部份形成易破裂性部12的 2線溝底部10a，另一為從此直線溝底部1〇a兩端部個別彎 曲上來延伸到電池殼表面的二條彎曲溝底部1〇1)、i〇c。因

90103523.ptd 五、發明說明（15) m池内壓達到所定值時，可以讓切削溝10依直線溝 &邛l〇a剩餘壁厚而設的易破裂性部12確實破裂。相對於 此，如圖2(b)之二點鏈線所示，沿著長度方向的剖面形狀 ?設矩：狀之切削溝60的話，由於電池内壓的上昇，電池 :向外膨脹時，在溝底部的兩端角部6〇a、6〇b會先達到破 3 ::*厂!性ί高’使動作壓不易穩定掌握，在未達到所設 疋動作壓之刖，易破裂性部就报容易破掉。 上述形狀之切削溝丨〇、1 1的安全機構具有以下之優 略IV亦二切旦削溝1 〇對其長度方向的直交方向之剖面形狀 子^ 易破裂性部1 2可以特定在剖面V字形切削溝的 成=一處之溝底部與電池殼丨内面之間的地方而設定之， 並容易依據易破裂性部丨2的壁厚來設定動作壓。相對於 =丄以沖壓加工等形成剖面略呈1]字形狀之溝的話，會在 寬度方向的兩端角部之二處形成易破裂的地方，而 4壓谷易起伏不定的缺點。又，切削溝1 0在長度方向 的兩端部份，與其他部份比較的Μ，為寬度較小的溝開口 形狀，因此要設在切削溝10底部的易破裂性部12可以選定 在切削溝1 0長度方向的中央部。 再者，上述實施之型態，乃說明在電池殼】長側面18上 ，之近旁處設單一之切削溝10而構成安全機構之實例，但 ^ ，1二點鍵線所示，以如下之任—法而構成安全機構 ::到與上述同樣之種種效果，亦即在長侧面la下邊之 近旁處與上、τ邊平行配置而設單—之切削溝U，或是在 長側面1 a左侧邊之近旁處與兩側邊平行配置而設單一之切

90103523.ptd 第19頁 五、發明說明（16) 削41 5，或疋在長侧面1 a右側邊之近旁處與兩侧邊平行配 置而設單一之切削溝1 6。 亦即，在長側面la分別所設之上述各切削溝u、15、16 ^各處，與實施型態之切削溝1〇的形成處同樣，變為脹出 二戍乎不脹出之間的境界部份，亦即發生最大應力變化的 土方之一。但是，為了得到上述之各效果，不論切削溝 、1 5或1 6，其形狀當然必須與實施型態之切削溝丨〇同 ，，而各別在如下之處形成，即切削溝u是在將長侧面u 曰^下方向三等分的三處中之接近下邊的地方，切削溝U 疋f將電池殼丨長側面la在左右方向分成三等分的三處中 左側邊的地方，@切削溝16是在將長侧面u在左右 方向t f三等分的三處中之接近右側邊的地方。 絲：ΐ況明本發明第二個實施型態相關之安全機構。此實 : = ㈣乂圖1所示’係由二個切削溝構成 一 Α ^ 一個貝轭型態安全機構同樣之切削溝1 〇，另 置而形成Π'0與上邊之間與切削溝1 0及上邊作平行配 樣，# & it刀、’溝25。此安全機構與第一個實施型態同 厚而設易破溝底與電池殼1之内面間的剩餘壁 的形狀，不切削溝25與切削溝10具有大約同樣 設為易破裂性部。^ 溝底與電池殼1之間的剩餘壁厚而 性部1 2容易破刹/、17，此切削溝2 5乃為補助上述易破裂 V從W而設者。 圖4(a)〜（。、反 侧圖面，依順皮_ 第二個實施型態安全機構之切斷右 、序頌不易破裂性部1 2由於電池内壓之上昇而 I義

90103523.ptd 第20頁 503594 五 發明說明（17) ___ 裂之過程’皆為沿著圖1之B-B線而切斷去 :圖4說明本實施型態之安全機構的作 ：者。接著參 =f内壓通常狀態時二個切削溝10、25之形θ狀二）為顯示 J易破裂性部12破裂的電池内壓，其動作壓：：：面’要 邻12之壁厚d而設定。而在使用中的角形 據易破裂性 充電狀態或誤使用而產生短路狀態的話如果因過 滿密閉狀態的電池殼1内而使電池内壓上屋生瓦斯會充 如圖4(b)所示會向外膨脹。 思著電池殼1 此時，如圖4(b)所示，在長側面la靠近上 削溝25，由於是在比切削溝1〇受電池内壓而巧之： :構成，，隨著電池内壓的上昇好像要靠近“：2 地變形’纟長侧面la上切削溝25的部份等於變^ ς = 曲的狀態。這樣一·’在長側面13受電池内壓 之處所構成的切削溝U)，由於上述的切削溝25之== 趣面彎曲的結果，冑開口部以更大角度張開 易破裂之狀態。因A，當電池内壓上昇到所定之動：為 時，如圖4(c)所示，易破裂性部12會破裂而產生開口 通過此開口部電池殼1内部的瓦斯乃被放出到外面。° 此安全機構除了可得到以第一個實施型態所說明的種種 效果之外，在為設定易破裂性部12之切削溝1〇附近平行而 構成之切削溝25，乃是以本身之變形而補助切削溝丨〇之溝 開口部以更大角度張開，使易破裂性部i 2變為易破裂之狀 態，因而配合所定之動作壓要設定的易破裂性部12之壁厚 d ’比第一個實施型態那樣僅設切削溝1〇之情形，可以嗖

疋為較大’使其精密度管理更形容易，切削溝10、25的加 ^ 易皮裂性部1 2的耐落下性也同時提高。例如，要 在電池殼1之底面lb形成單一之切削溝時，以1氣壓使其破 裂之易破放性部1 2厚度必須設定為1 // m，相對於此，在長 1 a以接近配置而形成一對之切削溝1 〇、2 5的話，以1 氣疋弄破的易破裂性部12厚度變為10 //m，因而此厚度可 以没定為大些，而使易破裂性部1 2之壁厚精密度管理更加 容易。 、，再者’第二個實施型態是以在上邊之近旁處設一對之切 削溝1 0/、2 5而構成安全機構時之實例來加以說明，不過圖 1之切削溝11及此切削溝11與下邊之間所設切削溝之二 者、’或是圖1之切削溝丨5及此切削溝丨5與左邊之間所設切 削溝，二者，或是圖1之切削溝1 6及此切削溝1 6與右邊之 間所=切削溝之二者，三種情形中所設任一安全機構，也 可獲，與上述第二個實施型態同樣的效果。 接著說明’為了製造上述第二個實施型態之安全機構 的，關於本發明之一實施型態的製造方法。圖5(a)為顯示 使用於上述製造方法之切削裝置29的前視圖，（b)為盆右 視圖。此切削裝置29是在旋轉軸31之下端部，將安裝塊 32、33二段以固定螺絲34結合成高速旋轉體30，並將二對 4個相同之切削刃37安裝於其上。各切削刃37以高硬度之 素材如鑽石構成’各別裝上具有所定重量之平衡塊。各 對2個之切削刃37，為針對上述安全機構之各切削溝1〇、 2 5各別進行切削加工者，而定位安裝於高速旋轉體3 〇之相

503594 五、發明說明（19) 同的旋轉軌跡上。高速旋轉體3〇將直徑譬如為1〇〇mm之切 削刀37，以3000rpra以上之旋轉數使其高速旋轉。 圖6為顯示以上述切削裝置29同時加工二個切削溝丨〇、 25之狀態的切斷平面圖。切削溝1〇、25 ’是在電池殼】之 開口部14以封口板17封住而製成圖3所示角形電池之後， 於此製作完成之角形電池的電池殼i長側面la加工而成。 广樣-來’切削溝1〇、25加工時可防止塵埃等混入電池殼 L内。 =，進行切削溝10、25之加工時，將高速旋轉體3〇上 =速旋轉中的切削刀37，對著電池殼i的長侧仏接觸 ΓΓΐ，》定要切入深度的相對位置以便形成所定壁厚d ^破IU生部1卜再讓高速旋轉體3〇如箭頭所示在電池殼 轉以“下邊平T方向直線移動’而使切削刀37做多次旋 便在長側面la同時形成二個切削溝1〇、25。 對速位後使其高速旋轉’而使電池殼1 可考阿速旋轉體30直線移動。 之，上述，切削溝10、25是以高速旋轉的切削刀37經多次 長二，恰如鉋刀在長侧面U鉋削一樣而形成。因此，在 面la形成切，0、25之處，可確實防 ii:工硬化在切削溝1〇溝底部之剩餘薄壁部所Ϊ成 的易破裂性部！ 2，依據其壁厚喂定 汁Φ成 在微半思^ τ^ 動作壓的精密度管理可 =層次正確進仃加工，同時也不會發生加工 的應力而使封口板17對著電池钔 又 的瑕蘇。又’切削溝"…是由裝有切削刃37的。=轉 五、發明說明（20) ^沿著長侧面1a作直線移動而進行加工，因此如圖2⑷ 1 οΓ，："削溝1 〇能夠以同一溝深形成直線狀的直線溝底部 -曲溝二IS端1 分”:右上來到電池咖 參 C 元成有正確剖面形狀的切削溝。再 又f :溝2々5也是以與切削溝1 0同樣的剖面形狀而形成。 溝11、1;有id:施ΐ態單-切削溝1 ◦(或其他之切削 之切削裝置29除去二：4幻之安全機構，可使用圖5及圖6 切削 / 一對4個相同之切削刃37中之任一對2個 ，經與上述實施型態之製造方法同樣的步驟製造 ^而得到與上述實施型態之製造方法的前述之同；^ 又，上述實施 以封口板17封住 角形電池的電池 一對之切削溝1〇 先在長側面1 a以 對之切削溝1 〇、 話，可將不良品 供給電池的製造 而廢棄的是電池 可達到製造成本 圖7及圖8為顯 安全機構的重點 的切削溝39，如 型態之製造方法是在電池殼i之開口部14 ，製作角形電池之後，再對此製作完成之 殼1長侧面1 a加工形成單一之切削溝丨〇或 、25，但也可以將電池殼1當作部件，預 上述切削裝置29構成單一之切削溝1〇或一 25。此時如果切削溝1〇、25發生不良的 的電池殼1剔除，而只用良品的電池來 步驟，以提昇電池的成品率。又，因不良 殼，與廢棄不良品角形電池的情 ^ 的降低。 竿 示第三及第四個實施型態相關之角彤電池 二面圖一。構成第三個實施型態之安‘機構 圖7所不，其長方向之剖面，與第一個實

五、發明說明（21) " " ------- ::型f 21削溝10同樣’具有以下二種所連結而成之形 另一::二ΐ : 一溝深做直線狀延伸的直線溝底部39a， 直表面的二條彎曲溝底部39b、39”二 而ί Ϊ 之中央部設有溝底最深的溝底最深部3 9 d。 剩餘辟Ϊΐίίΐ深部_之溝底面與電池殼1内面之間的 外J你土厚$又疋易破裂性部1 2。 溝it: : f3』2文全機•，可得到與第一個實施型態切削 — #王 冓的同樣效果，另外由於易破裂性部1 2可特 二=f切削溝39溝底最深部39d的極小處，因此使動作 叹疋更加容易並正確進行，同時因為將破裂處侷限於 '、处，、因此安全機構動作時的電池安全性乃大幅提高。 一構成第四個實施型態之安全機構的切削溝40，如圖8所 T i ί長方向之剖㊆，具有以下二種所連結而成之形狀， I7二為以溝底深做不連續變化的不連續溝底部4〇a，另一 ，從此不連續溝底部4〇a兩端部個別彎曲上來延伸到電池 殼之表面的二條彎曲溝底部40b、40c，同時在不連續溝底 部4 0a之中央部設有溝底最深的溝底最深部4〇d。而且，贫 據溝底最深部4〇d之溝底面與電池殼！内面之間的剩餘又 設定易破裂性部1 2。 予 此切削溝40之安全機構，可得到與上述切削溝39之安全 機構的同樣效果，另外由於切削溝4〇之不連續底部4〇a是 由溝底面突出到溝内的複數肋狀部40e〜40h所形成，而此 肋狀部40e〜40h會提高耐落下性，因此可使裝有電池的機

五、發明說明（22) 器受到掉落的衝擊等時，能防止 缺失發生。 裂性邛12輕易破裂的 鑪=而ΐ述切削溝39、40 ’如圖6所示，由f P 轉細而焉速旋轉的切削刃37在電池殼=馬速旋 =際’使高速旋轉體3〇沿著角形電池直移 a切削 圖：點鏈線箭頭所示，對著 相J離：：如該 確加工成所定：：所疋序與距離加以變位，即可正 點Γ面為圖顯示茲本五個實施型態相關之安全機構的重 之符號而省略盆；=之與f2(b)同樣或同等之處加上相同 樣，在切二;; 此實施型態，與第-個實施型態同 將整體填埋包覆塗有貌系樹脂或聚合石鱲系樹脂， 1由其表面、 > 成被覆保護膜41。一般而言，電池殼 所形成之切削形^之氧/膜來保護，但電池殼1❸長侧面1a 此，如圖3所]一溝10，在切削加工時氧化膜也被除去。因 易被所漏出電不解/:/7118注入電解液時，㈣ 實施型能所^ ^液或|水所腐蝕。像這樣的問題，可用此 型態乃C保護膜41來解決。再者，在此實施 保護膜41之伴#固貫施型態所形成之切削溝1 0内構成被覆 溝U、15、/形加以說明，當然其他實施型態所示之切削 41。 、 6、25、39、40也可以形成同樣的被覆保護膜 圖1 0為顯+ g ^ , 的角形電池：：Ϊ Ϊ月第六個實施型態相_之安全機構 體圖。此實施型態在角筒狀之電池殼1一 90103523.ptd 第26頁 1 503594 五、發明說明（23) 邊的長側面1 a形成弧狀之單一切削溝42。此切削溝42之形 成處，是與第一個實施型態同樣，在長侧面1 a上下方向三 等分的二處中接近上邊側的地方。此切削溝42，是與第一 個實施型態之切削溝1 〇同樣，在長度方向直交之寬度方向 的剖面略呈V字形狀。同時，切削溝42在長度方向的剖面 具有以下一種所連結而成之形狀，即一為以同一溝深做直 線狀延伸的直線溝底部42a，另一為從此直線溝底部42a兩 端部個別彎曲上來延伸到電池殼1長侧面丨a之表面的二條 彎曲溝底部42b、42c。而在直線溝底部42a之溝底與電池 殼1表面之間設有薄壁之易破裂性部4 8，其厚度設定為電 池殼1之内壓上昇至所定值時即告破裂。 此切削溝4 2之安全機構，除了可得到第一個實施型態切 削溝1 0之安全機構的種種效果之外，在切削溝42加工之 際，採用迴轉式切削加工機，使迴轉切削刃在對著電池殼 1長侧面la之平行面上迴轉，可連續加工形成切削溝42。 因而，此安全機構在實用化方面可達到更上一層之生產 性。 再者，上述實施之型態，乃 邊之近旁處設單一之切削溝4 2 是如圖1 0二點鏈線所示，以如 也可得到與上述同樣之種種效 近旁處設單一弧狀之切削溝4 3 近旁處設單一弧狀之切削溝4 4 近旁處設單一弧狀之切削溝4 7 說明在電池殼1長侧面la上 而構成安全機構之實例，但 下之任一法而構成安全機構 果’亦即在長側面1 a下邊之 ’或是在長侧面1 a左侧邊之 ’或是在長侧面1 a右侧邊之 〇 五、發明說明（24) [發明之效果] 如以上所述 溝底部的剩餘 池殼的廣面積 面，因此在電 作壓之時點， 工不會產生因 變化’如此即 確進行其精密 時的材料之流 塵埃等混入電 封口板對電池 液的漏出。而 成，因此與須 比較的話，可 又，本發明 完成之角形電 不會產生塵埃 高速旋轉之切 壓迫而起的加 設定動作壓， 工時因材料流 殼開口部打開 速旋轉體或角 7 ^ W 壁厚所 部而且 池内壓 即能確 熱壓迫 能依據 度管理 動，因 池殼的 殼開口 且，此 有瓦斯 以低一 形成的 是受電 達到依 實而迅 而起的 易破裂 。切削 此即吏 狀態下 部打開 安全機 透氣孔 層的成 形電池 易破裂 池内部 據易破 速破裂 力口工石更 性部的 溝加工 在電池 做切削 的缺失 構僅由 的封口本來製 安全機 性部， 上昇變 裂性部 〇又， 化，因 壁厚而 時不會 殼以封 溝的加 ，而能 切削溝 板下面 造〇 構，由 由於是 形較大 壁厚而 由於切 而物性 設定動 產生像 口板封 工，也 夠確實 的加工 貼合薄 切削溝之 形成在電 的長侧 設定的動 削溝之加 不會發生 作壓，正 壓縮加工 住以防止 不會產生 防止電解 即能構 板的結構 之角形電池安全機構的製造方法，是在製作 池的長侧面形成切削溝，因此切削溝加工時 等混入電池殼内之事。又，由於切削溝是用 削刃以多次切削加工作成，可確實防止因熱 工硬化，如此即能依據易破裂性部的壁厚而 正確進行其精密度管理，同時也不會發生加 動而引起的應力，不致於產生封口板對電池 的缺失。而且，切削溝是由裝有切削刃的高 形電池作直線之相對移動而進行加工，因此

90103523.ptd 第28頁 503594 五、發明說明（25) 能夠以同一溝深形成直線狀的直線溝底部，並從其兩端再 分別彎曲上來到電池殼表面，完成有二個彎曲溝底部之剖 面形狀的切削溝。 [元件編號之說明] 1 電 池 殼 la 長 側 面 10 ^ 11、15 〜1 6、 .25 切 10a 直 線 溝 底 部 10b 、10c 彎 曲 溝 底 部 12 > 48 易 破 裂 性 部 13 電 極 群 30 速 旋 轉 體 37 切 削 刃 39 > 40 切 削 溝 3 9a 直 線 溝 底 部 39b 、39c 彎 曲 溝 底 部 39d 溝 底 最 深 部 40a 不 連 續 溝 底 部 40b 、40c 彎 曲 溝 底 部 40d 溝 底 最 深 部 40e 〜4 0 h 肋 狀 部 42、 43 ^ 44 、47 切 42a 直 線 溝 底 部 42b 、42c 彎 曲 溝 底 部

90103523.ptd 第29頁 圖式簡單說明 —— 圖1為顯示具備本發明之第丨實施型態之安全機構 電池的立體圖。 j巧％ 圖2之（a)為圖1之切削溝形成部份的前視圖，（b) 1之A-A線所作之剖面圖，（c)為沿著圖j之^β 剖面圖。 圖3為沿著圖1之C — C線所作之剖面圖。 易ft之U)〜（C)為依順序顯示第2實施型態之安全機構之 ί::::1。2由於電池内厂堅之上昇而到達破裂之過程的切 之;全趟(2 f顯不使用於本發明之一實施型態之角形電池 圖。4構製造方法的切削裝置的前視圖，（b)為其右視 圖6為& _ 平面圖、/、、不以上述切削裝置之加工切削溝之狀態的切斷 圖7為g苜_ 的要、示本發明之弟3實施型態之角形電池之安全機構 σ| 4面圖。 圖8為i苜- 的要立r αΓ不本發明之第4實施型態之角形電池之安全機構 σ| °1】面圖。 圖9為显苞一 的要邱αΓ貝不本發明之第5實施型態之角形電池之安全機構 σ 一面圖。 圖1 0為Β _ 全機構ό!、員不具備本發明之第6實施型態之角形電池之安 的角形電池的立體圖。 圖，（b)、）為顯示以往角形電池之第1安全機構的剖面 為顯示第2安全機構的剖面圖，（c)為顯示第3安全

第30頁 圖11之f 、 一 503594 圖式簡單說明 機構的立體圖。

11111 90103523.ptd 第31頁

Claims (1)

1. 503594 六、申請專利範圍 1 · 一種角形電池之安全機構，係為當於角筒狀之電池殼 内部收容電極板及電解液而構成的角形電池的内部瓦斯有 壓異常上昇時，將前述電池殼的一部分開口以便排放瓦斯 用的安全機構，其特徵為： 在前述電池殼的長側面形成切削溝，並在前述切削溝之 溝底面與前述電池殼的内^侧之間，設置薄壁的易破裂性 部，其所設定之薄壁的強度為當前述電池殼之内壓上昇至 所定值時即告破裂的強度^ 2 ·如申請專利範圍第1項之角形電池之安全機構，其中 切削溝係以電池殼之上、下邊十行或左、右側邊平行之任 一配置形成於長侧面上。 3·如申請專利範圍第2項之角形電池之安全機構，其中 切削溝的形成位置是，將電池毅的長側面在上下方向三等 分的二處中接近上邊側或下邊側的地方，或是前述長侧面 在左右方向分成三等分的三處中之接近左邊側或右邊側 地方。 4. 複數 上。 5· 切削 狀。 6. 切削 如申請專利範圍第1項之角形電 之 切削溝係以相互平行且戍稱/、中 丁五接近之配置开，成於長侧面 如申明專利摩色圍第1項之备 ^ 溝的與其長度方向直交之方^；電池之女全機構，其中 又之方向之剖面形狀略呈V字 如申請專利範圍第1項 溝之長度方向的兩端呷 》電池之安全機構，其中

   Μ份與其他部份相比較，形心 六、申請專利範圍 前述長度方向直交之方向— 7. 如申請專利範圍第丨 又啟小的溝開口形狀。 七=削溝之長度方向的剖面是由二^電/也之安全機構’其中 f底部連結而&，該直線溝ί:二曲：底部分別與直線 而在其溝底部份形成易】f广以同一溝深做直線狀延伸 溝底部兩端部分別弯 ^ 。卩，該彎曲溝底部從此直線 8. 如申請專利範^第丨/Λ伸到電池殼表面。 切削溝在長度方向、a角形電池之安全機構’其中 續溝底部連接而成，；連部，與不連 化，二條彎曲、、盖念 、_邛之溝底，未不是連續性變 來分別延伸到電池殼表二連續溝底部兩端部個別-曲上 切削：月專利範圍第7項之角形電池之安全機構，其中 ί底最ΪΠΐί處，形成溝底最深的溝底最深部广而此 η α溝底面與電池殼内面之間形成易破裂性部。 I ^如/申請專利範圍第1項之角形電池之安全機構，其中 切、1 /係使用塗有氟系樹脂或聚合石蠟系樹脂的被覆保噔 膜，將整體填埋包覆。 /… II ·八-種角形電池之安全機構的製造方法，其特徵為： 立包個步驟；第一個步驟是在有底角筒狀的電池殼内 ^、電極板及電解液之後’將前述電池殼之開口部封住 =製，角形電池；第二個步驟是使用裝在高速旋轉體上而 南速旋轉的切削刃，對著前述角形電池之電池殼 M r?n 4. v 瓦 Wj W 、切入，決定要切入深度的相對位置以便形成所定厚 度的易破裂性部，再讓前述高速旋轉體或前述角形電池朝

   90103523.ptd 第33頁 m 申凊專利範圍 · _ 寅繞太 述長側2 Ϊ對移動’而使前述切削刀做多次旋轉以便在前 我側面形成切削溝。 文隹刖 包人-種角形電池之安全機構的製造方法，其特徵為· 部收i;;L步驟；第：個步驟是在有底角筒狀的電池殼内 而製成負t及電解後，將前述電池殼之開口部封住 古、Φ 》電池；第二個步驟是使用裝在高速旋鏟雜U =旋轉的切削刃，對著前述角形電池之六而 接觸而切入，κA> 土 〜电/也成的長側面 方向相對銘說 "! 旋轉體或前述角形電池朝直線 朝相互接Ξ方向Γ1!並使前述”旋轉體或前述角形電池 便在前述長側面：：：：，而使前述切削刀做多次旋轉以 溝。 v成溝，木不連縯變化之所定形狀的切削 造1 方3.法如，申二專:在 池的電池殼之切製作之後再進行之前述角形電 好前述切削溝，在卜μ齋☆如 、在則逑電池殼上做 後，再蔣在此電池内部收容電極板及電解液之 作步驟。 口丨打野而疋成角形電池的製 、生士申。月專利範圍第1 1項之角形電池之安全機椹 使以所定的間隔裝有複數的切削 電池，與前述各切削刀的安裝方向直= 溝。 十移動’而“述長侧面同時作出複數的切削

   503594 六、申請專利範圍 將申請專利範圍第1項之角形電池之安全機構，設置在 電池殼的長側面上。 90103523.ptd 第35頁