TWI619291B - Battery case - Google Patents

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TWI619291B
TWI619291B TW103113546A TW103113546A TWI619291B TW I619291 B TWI619291 B TW I619291B TW 103113546 A TW103113546 A TW 103113546A TW 103113546 A TW103113546 A TW 103113546A TW I619291 B TWI619291 B TW I619291B
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Keiji Kanamori
Shinichi Nomura
Yoshihiko Moriyama
Takayuki Sode
Yukinori Sugiyama
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Soode Nagano Co Ltd
Nippon Light Metal Co
Nikkeikin Aluminium Core Tech Company Ltd
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Abstract

在具備利用斷開用溝部(45)的安全閥(4)之電池盒，為了謀求作用壓力的穩定化之目的，在電池盒的蓋(2)，形成有將板部(3)予以薄板化之薄板部分(30)；及由使薄板部分(30)凹陷成朝盒內側彎曲的形狀之彎曲部(44)所構成的第1凹部(40)。在彎曲部(44)的底部(440)，形成有安全閥(4)用的斷開用溝部(45)。在板部(3)，於隔著彎曲部(44)的兩側，連接於彎曲部(44)的第1連接部分(46)及第2連接部分(47)係位於從板部(3)朝盒外側突出之位置。

Description

電池盒
本發明係關於具備有當內部壓力上升時可開放內部壓力的安全閥之電池盒。
鋰離子二次電池等的二次電池係在電池盒的內部收容有電極、電解液等。在該二次電池，當因缺失造成在電池盒的內部產生氫氣時，會有內部壓力上升至異常等級之情況產生。因此，預先在電池盒形成斷開用溝部，當電池盒的內部壓力上升時，藉由內部壓力使斷開用溝部裂開而釋放內部壓力之安全閥(參照專利文獻1)。
在專利文獻1所記載的電池盒，斷開用溝部係在電池盒的底面形成有剖面呈梯形且平面形狀為長圓狀之凹部，斷開用溝部沿著該凹部的側面形成為環狀。若依據該結構，藉由斷開用溝部的底部之厚度(殘餘厚度)能夠控制讓斷開用溝部裂開的內部壓力。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2009-4271號公報(圖3等)
但，如專利文獻1所記載的電池盒，在藉由斷開用溝部的底部之厚度(殘餘厚度)，控制安全閥的作用壓力之結構的情況，會有即使內部壓力未到達設定壓力，斷開用溝部裂開之問題點產生。具體而言，在二次電池之情況，伴隨反覆的充電與放電，內部壓力會變動，因此，壓縮應力與拉引應力反覆施加於斷開用溝部之結果，斷開用溝部的底部疲勞而形成強度降低，即使內部壓力未到達設定壓力，斷開用溝部裂開。更具體而言，在二次電池的情況，由於在充電時會發熱，故，二次電池的溫度上升而內部壓力上升，相反地在放電時，由於不會產生該發熱，故，二次電池的溫度降低，內部壓力也降低。再者，亦有內部壓力伴隨環境溫度變化而變動，斷開用溝部疲勞，即使內部壓力未到達設定壓力，斷開用溝部也裂開之情況。
有鑑於以上的問題點，本發明的目的係在於提供在利用斷開用溝部之安全閥，能夠謀求作動壓力穩定化之電池盒。
為了解決前述課題，本發明之電池盒，係在 構成加工金屬板所形成的盒之其中一面的板部形成有安全閥用斷開用溝部之電池盒，其特徵為，在前述板部形成有朝盒內側凹陷之第1凹部，在前述第1凹部的底部的中央或大致中央形成前述斷開用溝部。
本發明之「在第1凹部的底部的中央或大致中央形成斷開用溝部」係指不限於第1凹部的底部之寬度方向的中央，亦包含在第1凹部的底部中容易變形的部位(中心附近)形成斷開用溝部的結構之意思。
在本發明之電池盒，由於安全閥用的斷開用溝部係形成於使構成盒的其中一面之板部朝盒內側凹陷形成的第1凹部之底部，故，即使在伴隨反覆進行的充電與放電等造成內部壓力變動之情況，該內部壓力的變化可藉由第1凹部朝盒外側及盒內側變形所吸收。因此，因過大的壓縮應力、過大的拉引應力等不會施加於斷開用溝部，所以，在斷開用溝部不易產生疲勞。因此，除了內部壓力到達超過充電時、環境溫度的上升等的通常壓力上升這樣的等級以外，斷開用溝部不會裂開。因此，能夠謀求安全閥的作動壓力之穩定化。又，由於在容易變形的第1凹部的底部之中央或略中央形成有斷開用溝部，故，當第1凹部朝盒外側膨出之際，在斷開用溝部，首先被施加壓縮應力後，再被施加拉引應力，使得斷開用溝部裂開。因此，在斷開用溝部，溝底部的厚度具有某種程度，即使厚也能確實地裂開。因此，能夠提高斷開用溝部之強度，所以，在二次電池的組裝作業中，不易發生斷開用溝部裂開之事 態。因此，容易進行電池盒的處理。又，在本發明，由於為承接第1凹部的變形與斷開用溝部的裂開之兩階段的壓力的結構，故，斷開用溝部的溝部底部的厚度、形狀、第1凹部的形狀等可設定的作動壓之參數多，因此，能夠將作動壓設定在任意的等級。又，當將凹部作成為彎曲的形狀時，容易變形且容易吸收壓力。
在本發明，在前述板部中隔著前述第1凹部的兩側連接於該第1凹部的第1連接部分及第2連接部分，前述第1連接部分自前述第1凹部的底部算起之高度尺寸與前述第2連接部分自前述第1凹部的底部算起之高度尺寸的比係處於0.5：1.0到1.0：0.5的範圍為佳。若依據該結構，因容易控制第1凹部變形時的形狀，所以，能夠將安全閥的作動壓穩定化。又，因容易控制第1凹部變形時的形狀，所以，當第1凹部變形之際，能夠抑制多餘的力施加到斷開用溝部。
在本發明，前述第1連接部分及前述第2連接部分中的至少其中一方係由將前述板部在厚度方向上進行多重折疊之折疊部分所構成為佳。若依據該結構，即使在折疊部分也會產生變形，所以，容易吸收內部壓力的變化。
在本發明，在前述折疊部分，重疊於前述板部的盒外側的面之部分係從該板部的盒外側的面分離為佳。若依據該結構，即使在折疊部分也容易產生變形，所以，容易吸收內部壓力的變化。
在本發明，在對前述第1連接部分，與前述第1凹部呈相反側的位置及/或對前述第2連接部分，與前述第1凹部呈相反側的位置，形成有朝盒內側凹陷之第2凹部。若依據該結構，因能夠提高鄰接於第1凹部的部位(第1連接部分及/或第2連接部分)的剛性，所以，容易使在第1凹部產生變形。
在本發明，前述斷開用溝部係形成於前述第1凹部的底部的盒外側的面。若依據該結構，因當第1凹部朝盒外側膨出之際，斷開用溝部欲要打開，所以，可使斷開用溝部確實地裂開。
在本發明，前述第1凹部的底部係具備平面部，在該平面部形成前述斷開用溝部為佳。若依據該結構，當形成斷開用溝部之際，容易控制溝底部的厚度。
在本發明，前述第1凹部係在前述板部呈溝狀延伸設置著，前述斷開用溝部係沿著前述第1凹部的延伸方向延伸設置。
在本發明，前述第1凹部係形成為在周方向相連之環狀為佳。
在此情況，前述斷開用溝部係以1個以上的間斷部分沿著前述第1凹部延伸設置在周方向為佳。若依據該結構，因能夠特定斷開用溝部裂開之位置，所以，能夠控制斷開用溝部裂開後(安全閥作動後)的形狀。又，當斷開用溝部裂開時，能夠防止斷開片飛散。且，因間斷部分會影響斷開部分的強度，所以，能夠藉由間斷部分的 位置、數量等，進行斷開用溝部的疲勞抑制、斷開壓力控制等。
在本發明，亦可採用以下結構，即，前述第1凹部係在前述板部形成為圓形，前述斷開用溝部係由在前述第1凹部的底部的中央或略中央交叉之2條溝所構成的結構。若依據該結構，當內部壓力到達超過充電時、環境溫度的上升等的通常壓力上升這樣的等級時，斷開用溝部可確實地裂開。
在此情況，前述2條溝係呈直角交叉為佳。若依據該結構，因以第1凹部的底部的2條溝所區隔的4個部分具有同等的強度，所以，當內部壓力上升時會同樣地產生變形。因此，斷開用溝部不會不經意地裂開。
又，在前述第1凹部的底部中藉由前述2條溝所區隔的4個部分，形成有補強用凹部。若依據該結構，由於藉由2條溝所區隔的4個部分具有充分的強度，故，在內部壓力因充電時、環境溫度上升等的通常的壓力上升，斷開用溝部不會裂開。
在本發明之電池盒，即使在內部壓力伴隨反覆進行的充電與放電等而變動之情況，該內部壓力的變化可藉由第1凹部朝盒外側及盒內側變形所吸收。因此，因過大的壓縮應力、過大的拉引應力等不會施加於斷開用溝部，所以，在斷開用溝部不易產生疲勞。因此，除了內部 壓力到達超過充電時、環境溫度的上升等的通常壓力上升這樣的等級以外，斷開用溝部不會裂開。因此，能夠謀求安全閥的作動壓力之穩定化。又，由於在容易變形的第1凹部的底部之中央或略中央形成有斷開用溝部，故，當第1凹部朝盒外側膨出之際，在斷開用溝部，首先被施加壓縮應力後，再被施加拉引應力，使得斷開用溝部裂開。因此，在斷開用溝部，溝底部的厚度具有某種程度，即使厚也能確實地裂開。因此，能夠提高斷開用溝部之強度，所以，在二次電池的組裝作業中，不易發生斷開用溝部裂開之事態。因此，容易進行電池盒的處理。又，在本發明，由於為承接第1凹部的變形與斷開用溝部的裂開之兩階段的壓力的結構，故，斷開用溝部的溝部底部的厚度、形狀、第1凹部的形狀等可設定的作動壓之參數多，因此，能夠將作動壓設定在任意的等級。
1‧‧‧電池盒
2‧‧‧蓋
3‧‧‧板部
4‧‧‧安全閥
10‧‧‧盒本體
30‧‧‧薄板部分
35‧‧‧間隙
40‧‧‧第1凹部
41‧‧‧第2凹部
44‧‧‧彎曲部
45‧‧‧斷開用溝部
46‧‧‧第1連接部分
47‧‧‧第2連接部分
49‧‧‧凸部
210，220‧‧‧端子孔
440‧‧‧底部
450‧‧‧溝底部
459‧‧‧間斷部分
461‧‧‧下層部分
462‧‧‧上層部分
圖1係顯示本發明的實施形態1之電池盒的外觀的斜視圖。
圖2(a)~(e)係顯示本發明的實施形態1之電池盒的蓋結構之說明圖。
圖3(a)~(c)係顯示形成於本發明的實施形態1之電池盒的蓋的安全閥之說明圖。
圖4(a)~(c)係顯示在本發明的實施形態1之電池 盒，伴隨內部壓力的上升之安全閥的形狀變化之說明圖。
圖5係顯示本發明的實施形態1之電池盒的斷開用溝部的溝底部之厚度與安全閥的作動壓的關係之圖表。
圖6(a)~(g)係顯示本發明的實施形態1之電池盒的製造製程中在蓋形成安全閥的方法之製程斷面圖。
圖7係顯示形成於本發明的實施形態1之電池盒的安全閥的其他形態之說明圖。
圖8係顯示本發明的實施形態2之電池盒的外觀的斜視圖。
圖9(a)~(b)係顯示本發明的實施形態2之電池盒的蓋之說明圖。
圖10(a)~(c)係顯示本發明的實施形態2之電池盒的安全閥之說明圖。
圖11(a)~(b)係顯示在本發明的實施形態2之電池盒，伴隨內部壓力的上升之安全閥的形狀變化之說明圖。
以下，參照圖面詳細地說明本發明的實施形態。
[實施形態1]
(電池盒的全體結構)
圖1係顯示本發明的實施形態1之電池盒1的外觀的 斜視圖，顯示將電池盒1分解成盒本體10與蓋2之樣子。
如圖1所示，本形態之電池盒1係具有扁平的長方體形狀之箱型盒本體10、及用來堵住盒本體10的開口之板狀蓋2，盒本體10及蓋2均是藉由對金屬板進行沖壓等的加工來製造。在本形態，盒本體10及蓋2均是對厚度0.3mm~3.0mm之鋁合金板材進行沖壓等的加工來製造。再者，亦可藉由對銅、鐵等的其他金屬板材進行沖壓等的加工來製造盒本體10及蓋2。
在電池盒1的內部，收容有鋰離子二次電池等的二次電池用電極(未圖示)及電解液。在本形態，蓋2係利用在將盒本體10的開口堵住的狀態下藉由雷射熔接等的方法加以固定，將電池盒1作成密閉狀態，在此狀態下，蓋2構成電池盒1的一面。再者，在以下的說明，為了說明上的方便，在蓋2中，將朝向盒外側的面2a作為表面或上面，將朝向盒內側的面2b作為背面或下面進行說明。
在本形態的電池盒1，蓋2係具有以下構造，亦即，藉由對金屬板進行沖壓等的加工，在堵住盒本體10的開口之板部3的中央位置形成安全閥4。安全閥4係當使用電池盒1構成二次電池之際，通常處於關閉的狀態，在電池盒1的內部壓力過度地上升之際成為打開的狀態，擔任讓電池盒1的內部壓力釋放之功能。
再者，在蓋2的長度方向之兩端部附近，形 成有配置有二次電池的端子(未圖示)配置之端子孔210、220。在端子孔210、220中，一方的端子孔210配置有陽極端子，在另一方的端子孔220形成有陰極端子。又，亦有在蓋2形成用來注入電解質的注入孔(未圖示)的情況。
(安全閥4的結構)
圖2係顯示本發明的實施形態1之電池盒1的蓋之結構的說明圖，其中圖2(a)、(b)、(c)、(d)、(e)分別為自盒外側觀看蓋2的平面圖、蓋2的正面圖、從盒內側觀看蓋2的底面圖、放大顯示自盒外側觀看形成於蓋2的安全閥4的樣子之說明圖、及放大顯示從盒內側觀看形成於蓋2的安全閥4的樣子之說明圖。圖3係形成於本發明的實施形態1之電池盒1的蓋2之安全閥4的說明圖，其中圖3(a)、(b)、(c)分別為安全閥4的放大斷面圖、進一步放大斷開用溝部45之斷面圖、及放大顯示裂開後的斷開用溝部45之斷面圖。
如圖2及圖3所示，在蓋2中，於板部3形成有藉由沖壓將板部3予以薄板化所構成的薄板部分30。在該薄板部分30，形成有藉由沖壓使薄板部分30凹陷成朝盒內側彎曲的形狀之彎曲部44(第1凹部40)。在本形態，薄板部分30係形成作為圓形區域，彎曲部44(第1凹部40)係藉由朝周方向延伸設置而在周方向相連，形成作為與薄板部分30呈同心狀的環狀區域。再 者，板部3中，除了薄板部分30外的區域係成為厚度較薄板部分30厚很多之平板部分39。在本形態，薄板部分30係依據後述的部分而厚度不同，但薄板部分30的厚度係0.1mm~0.8mm左右。又，構成第1凹部40之彎曲部44的厚度為0.2mm~0.5mm左右。
在板部3，於隔著彎曲部44(第1凹部40)的兩側，連接於彎曲部44的第1連接部分46及第2連接部分47係位於從板部3朝盒外側突出之位置。該第1連接部分46及第2連接部分47係在隔著彎曲部44的兩側，沿著彎曲部44呈環狀延伸設置著。
在第1連接部分46及第2連接部分47，第1連接部分46自彎曲部44的底部440算起之高度尺寸h1與第2連接部分47自彎曲部44的底部440算起之高度尺寸h2的比係設定在0.5：1.0到1.0：0.5之範圍。亦即，第1連接部分46自彎曲部44的底部440算起之高度尺寸h1與第2連接部分47自彎曲部44的底部440算起之高度尺寸h2係被設定成差異不大。在本形態，第1連接部分46自彎曲部44的底部440算起之高度尺寸h1與第2連接部分47自彎曲部44的底部440算起之高度尺寸h2的比被設定成大致為1.0：1.0。
在對第2連接部分47，與第1凹部40呈相反側的位置，形成有藉由沖壓朝盒內側凹陷之第2凹部41，該第2凹部41也與第2連接部分47同樣地，沿著第1凹部40呈環狀延伸設置。在本形態，在第2凹部41的 中心部，形成有藉由沖壓朝盒外側突出的凸部49。第2連接部分47的厚度為0.75mm左右，構成第2凹部41之部分的厚度為0.1mm左右。
又，在對第1連接部分46，與第1凹部40呈相反側的位置，形成有朝盒內側凹陷之第2凹部42，該第2凹部42相當於薄板部分30的外周部分31。第2凹部42也與第2連接部分47同樣地，沿著第1凹部40呈環狀延伸設置。因此，在蓋2，從中心側朝外周側，凸部49、第2凹部41、第2連接部分47、第1凹部40、第1連接部分46及第2凹部42形成為同心狀。對應於該形狀，在蓋2的盒內側之面2b(背面)，形成有複數條環狀凸部、凹部等。
在此，第1連接部分46係由將薄板部分30在板部3的厚度方向多重地折疊之折疊部分所構成。更具體而言，第1連接部分46(折疊部分)係具備：從位於薄板部分30的最外周側之外周部分31的內緣朝徑方向外側折彎成與外周部分31重疊之下層部分461；及從下層部分461的外周部分31相反側的端部朝徑方向內側折彎成與下層部分461重疊的上層部分462，從該上層部分462相連有構成第1凹部40之彎曲部44。
在本形態，在第1連接部分46(折疊部分)，重疊於板部3的盒外側的面之部分係從板部3的盒外側的面分離。亦即，在第1連接部分46(折疊部分)，外周部分31與下層部分461分離，在外周部分31 與下層部分461之間形成有環狀間隙35。
在如此構成之蓋2，於第1凹部40(彎曲部44)的底部440之寬度方向的中央或略中央，形成有構成安全閥4的斷開用溝部45。在本形態，斷開用溝部45係在第1凹部40的寬度方向的中央位置，沿著第1凹部40延伸設置。在此，斷開用溝部45係在周方向的一部位具備間斷部分459。具體而言，斷開用溝部45係在蓋2的長度方向中，配置有陽極端子的端子孔210所在之側具備間斷部分459。在本形態，間斷部分459形成在一部位，但間斷部分459亦可設在複數個部位。
如圖3(b)所示，斷開用溝部45係剖面呈略V字形狀，溝底部450係因應要設定的斷開負載，設定成預定厚度。在本形態，第1凹部40(彎曲部44)的底部440之厚度係0.25mm~0.5mm左右，溝底部450的厚度係0.03mm~0.08mm左右。該斷開用溝部45係如以下所說明，作為當電池盒1的內部壓力過剩地上升時，如圖3(c)所示地裂開，讓內部壓力釋放到電池盒1的外部之安全閥4來發揮功能。
(安全閥4等的功能)
圖4係顯示在本發明的實施形態1的電池盒1中，安全閥4伴隨內部壓力的上升而形狀改變之說明圖，其中圖4(a)、(b)、(c)分別為內部壓力處於通常狀態時的安全閥4之說明圖、內部壓力上升時的安全閥4之說明 圖、及內部壓力進一步上升時的安全閥4之說明圖。圖5係顯示本發明的實施形態1之電池盒1的斷開用溝部45的溝底部450之厚度與安全閥4的作動壓的關係之圖表。再者，圖5所示的關係係使用JIS3000系(Al-Mn)鋁合金，將彎曲部44的底部440之厚度作成為0.27mm之情況的結果。
在使用本形態的電池盒1之二次電池，內部壓力伴隨反覆進行的充電與放電而變動。更具體而言，在二次電池的情況，由於在充電時會發熱，故，二次電池的溫度上升而內部壓力上升，相反地在放電時，由於不會產生該發熱，故，二次電池的溫度降低，內部壓力也降低。再者，亦有內部壓力伴隨環境溫度變化而變動之情況。
當有這樣的內部壓力上升時，蓋2係從如圖4(a)所示的狀態成為如圖4(b)所示的狀態，薄板部分30全體朝盒外側移位，並且彎曲部44朝盒外側變形。此時，構成第1連接部分46之折疊部分也變形。然後，當充電停止而內部壓力降低時，蓋2係薄板部分30全體朝盒內側移位，並且彎曲部44也朝盒內側變形，從如圖4(b)所示的狀態返回成為如圖4(a)所示的狀態。
相對於此，當內部壓力上升，從圖4(a)所示的狀態，成為如圖4(b)所示，蓋2的薄板部分30全體朝盒外側移位，並且彎曲部44朝盒外側變形後，內部壓力進一步上升時，蓋2從如圖4(b)所示的狀態，成為如圖4(c)所示的狀態，薄板部分30全體進一步朝盒 外側移位，並且彎曲部44朝盒外側膨出地變形。又，構成第1連接部分46之折疊部分也變形。然後，在內部壓力超過設定值的時間點，斷開用溝部45如圖3(c)所示地裂開。因此，能夠將內部壓力釋放到電池盒1的外部。
在本形態，設定溝底部450的厚度等，使得在內部壓力超過1.1MPa(設定值)的時間點，斷開用溝部45裂開。又，在本形態，設定成即使在溝底部450的厚度稍許參差不齊時，也在內部壓力超過1.1MPa(設定值)的時間點，斷開用溝部45裂開。
更具體而言，如圖5所示，越增大溝底部450的厚度，安全閥4的作動壓(斷開用溝部45裂開的壓力)變得越高。在本形態，即使內部壓力增大，在內部壓力較低的情況，由於藉由薄板部分30、第1凹部40等之變形來吸收該內部壓力的增大，故，由圖5可知，會產生越增加溝底部450的厚度，則安全閥4的作動壓直線地越增大的區域A、即使增加溝底部450的厚度，安全閥4的作動壓也大致不會改變之區域B、及越增加溝底部450的厚度，則安全閥4的作動壓直線地越增大的區域C。因此，在本形態，關於溝底部450的厚度，設定在相當於即使增加溝底部450的厚度，安全閥4的作動壓大致不會改變的區域B之條件(以點線D所包圍的條件)。更具體而言，將溝底部450的厚度設定在0.07mm。若為該條件，即使在溝底部450的厚度稍許參差不齊時，也會在內部壓力超過1.1MPa(設定值)的時間點，斷開用溝部45 確實地裂開。
(電池盒1的製造方法)
圖6係顯示本發明的實施形態1之電池盒1的製造製程中在蓋2形成安全閥4的方法之製程斷面圖。
在將安全閥4形成於本形態的電池盒1之蓋2的製程，參照圖6如以下說明，進行延伸成形製程、第1矯正製程、第2矯正製程、折返製程、預備折疊製程、主折疊製程、及溝部成形製程。
具體而言，首先，在圖6(a)所示的延伸成形製程，使用成為下模之延伸成形用模具101與成為上模之延伸成形用衝頭102，對由鋁合金所構成的板材20進行沖壓，如圖6(b)所示，形成筒狀壁部37與薄板部分30。
其次，在第1矯正製程，雖未圖示，使用矯正用模具與矯正用衝頭，將薄板部分30矯正成平坦狀。又，在第2矯正製程，雖未圖示，使用矯正用模具與矯正用衝頭，將筒狀壁部37矯正成垂直狀。
其次，在圖6(c)、(d)所示的折返製程，使用成為下模的折返用模具131與折返用衝頭132，將薄板部分30予以折返，形成屈曲部34。
其次，在圖6(e)所示的預備折疊製程，進行使用成為下模的預備折疊用模具141與成為上模的預備折疊用衝頭142，使屈曲部34朝外側傾斜而屈曲部34予 以折疊用之預備製程。
其次，在如圖6(f)所示的主折疊製程，使用成為下模的主折疊用模具151與成為上模的主折疊用衝頭152，將屈曲部34予以折疊。其結果，如參照圖3所說明，形成折疊部分(第1連接部分46)，該折疊部分具備折彎成重疊於薄板部分30的外周部分31之下層部分461、和折彎成重疊於下層部分461之上層部分462。
其次，在如圖6(g)所示的溝部成形製程，使用成為下模之溝部成形用模具161與成為上模之溝部成形用衝頭162，將薄板部分30進行沖壓，形成如圖3所示的凸部49、第2凹部41、第2連接部分47及彎曲部44(第1凹部40)。此時，在彎曲部44的底部440同時形成斷開用溝部45。
(本形態的主要效果)
如以上所說明，在本形態的電池盒1之蓋2，形成有將板部3凹陷成項盒內側彎曲的形狀之彎曲部44(第1凹部40)，且在彎曲部44的底部440之中央或略中央形成安全閥4用的斷開用溝部45。因此，即使在內部壓力伴隨反覆進行的充電與放電等而變動之情況，該內部壓力的變化可藉由彎曲部44朝盒外側及盒內側變形所吸收。因此，因過大的壓縮應力、過大的拉引應力等不會施加於斷開用溝部45，所以，在斷開用溝部45不易產生疲勞。尤其是在本形態，因形成有斷開用溝部45的部分成為彎 曲部44，所以，不會產生妨礙變形之角部分。因此，能使彎曲部44確實地變形而追隨因反覆進行的充電與放電等所引起之內部壓力的改變。因此，因可藉由彎曲部44的變形確實地吸收伴隨反覆進行的充電與放電等之內部壓力的變動，所以在斷開用溝部45不易產生疲勞。因此，除了內部壓力到達超過充電時、環境溫度的上升等的通常壓力上升這樣的等級以外，斷開用溝部45不會裂開。因此，能夠謀求安全閥4的作動壓力之穩定化。
又，由於在容易變形的彎曲部44之中央或略中央形成有斷開用溝部45，故，當彎曲部44朝盒外側膨出之際，在斷開用溝部45，首先被施加壓縮應力後，再被施加拉引應力，使得斷開用溝部45裂開。因此，在斷開用溝部45，溝底部450的厚度具有某種程度，即使厚也能確實地裂開。因此，能夠提高斷開用溝部45之強度，所以，在二次電池的組裝作業中，不易發生斷開用溝部45裂開之事態。因此，容易進行電池盒1的處理。
又，彎曲部44的變形與斷開用溝部45的裂開之兩階段的壓力的結構，故，斷開用溝部45的溝底部450的厚度、形狀、彎曲部44的形狀等可設定的作動壓之參數多，因此，能夠將作動壓設定在任意的等級。
且，在本形態，於構成蓋2的板部3形成薄板部分30，在薄板部分30設置安全閥4，因此，安全閥4不會朝盒外側突出需要以上。因此，具有在進行蓋2的安裝作業等時不易造成安全閥4受損之虞產生的優點。
又，在本形態，由於在板部3中隔著彎曲部44的兩側連接於彎曲部44的第1連接部分46及第2連接部分47係處於從板部3朝盒外側突出之位置，故，即使在形成有朝盒內側凹陷之彎曲部44的情況，也僅會成為彎曲部44的底部440不會自板部3的盒內側之面突出的構造或稍許突出之構造。又，由於第1連接部分46從彎曲部44的底部440算起之高度尺寸h1與第2連接部分47從彎曲部44的底部440算起之高度尺寸h2的比係在於0.5：1.0到1.0：0.5之範圍，故，容易控制彎曲部44變形時的形狀。因此，能夠達到安全閥4的作動壓之穩定化。又，因容易控制彎曲部44變形時的形狀，所以，當彎曲部44變形之際，能夠抑制多餘的力施加到斷開用溝部45。
又，由於第1連接部分46係由將薄板部分30在板部3的厚度方向上多重地折疊的折疊部分所構成，故，折疊部分也會產生變形，因此，容易吸收伴隨反覆進行充電與放電等之內部壓力的變化。並且，在折疊部分，重疊於板部3的盒外側的面之部分係從板部3的盒外側的面分離。因此，即使在折疊部分也容易產生變形，所以，容易吸收內部壓力的變化。
又，由於在對第1連接部分46與彎曲部44相反側的位置形成第2凹部42，在對第2連接部分47與彎曲部44相反側的位置形成第2凹部41，故，能夠提高鄰接於彎曲部44的部位(第1連接部分46及第2連接部 分47)之剛性。因此，容易在彎曲部44產生變形。
又，由於斷開用溝部45形成於彎曲部44的底部440之盒外側的面，故，在彎曲部44朝盒外側膨出之際，斷開用溝部45會要打開，因此，能夠使斷開用溝部45確實地裂開。又，斷開用溝部45係在周方向的一部分形成間斷部分459。因此，因能夠特定斷開用溝部45裂開之位置，所以，能夠控制斷開用溝部45裂開後(安全閥作動後)的形狀。又，當斷開用溝部45裂開時，能夠防止斷開片飛散。且，因間斷部分459會影響斷開部分的強度，所以，能夠藉由間斷部分459的位置、數量等，進行斷開用溝部的疲勞抑制、斷開壓力控制等。
(彎曲部44的其他形態)
圖7係顯示形成於本發明的實施形態1之電池盒1的安全閥4的其他形態之說明圖。在如圖1~圖6所說明的電池盒1，彎曲部44的底部440也彎曲，但在本形態，如圖7所示，彎曲部44的底部440成為平面部441，在該平面部441的中央或略中央形成前述斷開用溝部45。
若依據該結構，當形成斷開用溝部45之際，容易控制溝底部450的厚度。
(實施形態1之變形例)
在前述實施形態1，將第1連接部分46作為折疊部分，但亦可採用將第2連接部分47作為折疊部分之構 造、將第1連接部分46及第2連接部分47雙方作為折疊部分之構造。
在前述實施形態1，將安全閥4形成於電池盒1之蓋2，但亦可將安全閥形成於盒本體10側。
在前述實施形態1，將彎曲部44形成為在平面視角呈正圓形狀，但亦可將彎曲部44形成為在平面視角呈長圓形狀。
[實施形態2]
(電池盒1x及安全閥4x的結構)
圖8係顯示本發明的實施形態2之電池盒1x的外觀的斜視圖，顯示將電池盒1x分解成盒本體10與蓋2之樣子。圖9係本發明的實施形態2之電池盒1x的蓋2之說明圖，其中圖9(a)及(b)分別為蓋2的平面圖及形成於蓋2的安全閥4x之放大平面圖。圖10係本發明的實施形態2之電池盒1x的安全閥4x之斷面圖，其中圖10(a)、(b)、(c)分別為圖9(b)的A-A'斷面圖、B-B'斷面圖、及C-C'斷面圖。再者，本形態的電池盒1x之基本結構係與實施形態1之電池盒1共通，故對共通的部分賦予相同符號並省略該等構件之說明。
如圖8所示，本形態之電池盒1x也與實施形態1同樣地，具有扁平的長方體形狀之箱型盒本體10；及用來堵住盒本體10的開口之板狀蓋2。蓋2係利用在將盒本體10的開口堵住的狀態下藉由雷射熔接等的方法 加以固定，將電池盒1x作成密閉狀態，在此狀態下，蓋2構成電池盒1的一面。又，在本形態也與實施形態1同樣地，蓋2係具有以下構造，亦即，藉由對金屬板進行沖壓等的加工，在堵住盒本體10的開口之板部3的中央位置形成安全閥4x。
如圖9及圖10所示，在蓋2中，於板部3形成有藉由沖壓將板部3予以薄板化所構成的薄板部分30。在該薄板部分30，形成有藉由沖壓使薄板部分30朝盒內側凹陷之第1凹部40x。第1凹部40x的底部(底板部400x)係成為朝盒內側彎曲之彎曲部44。在本形態，薄板部分30係形成作為圓形區域，在該圓形的薄板部分30之內側，圓形的第1凹部40x形成為與薄板部分30呈同心狀。再者，板部3中，除了薄板部分30外的區域係成為厚度較薄板部分30厚很多之平板部分39。在本形態，薄板部分30係依據後述的部分而厚度不同，但薄板部分30的厚度係0.1mm~0.8mm左右。又，第1凹部40x之底板部400x的厚度為0.1mm~0.4mm左右。
在板部3位於第1凹部40x與平板部分39之間的環狀連接部分48x係在周方向的全體範圍以相同的結構包圍第1凹部40x。因此，第1連接部分46x從第1凹部40x的底板部400x之高度尺寸h1x與第2連接部分47x從第1凹部40x的底板部400x之高度尺寸h2x係相同，高度尺寸h1x與高度尺寸h2x之比是設定在0.5：1.0至1.0：0.5之範圍。
連接部分48x係由將薄板部分30在板部3的厚度方向多重地折疊之折疊部分所構成。更具體而言，連接部分48x(折疊部分)係具備：從位於薄板部分30的最外周側之外周部分31的內緣朝徑方向外側折彎成與外周部分31重疊之下層部分481；及從下層部分481的外周部分31相反側的端部朝徑方向內側折彎成與下層部分481重疊的上層部分482，在該上層部分482相連有第1凹部40x之底板部400x。因此，在對連接部分48x(第1連接部分46x及第2連接部分47x)，與第1凹部40x呈相反側的位置，形成有朝盒內側凹陷之第2凹部42x，該第2凹部42x相當於薄板部分30的外周部分31。第2凹部42x也與連接部分48x同樣地，沿著第1凹部40x呈環狀延伸設置。
在連接部分48x(第1連接部分46x及第2連接部分47x)，重疊於板部3的盒外側的面之部分係從板部3的盒外側的面分離。亦即，在連接部分48x，外周部分31與下層部分481分離，在外周部分31與下層部分481之間形成有環狀間隙35x。
在如此構成之蓋2，於第1凹部40x的底板部400x的中央或略中央，形成有構成安全閥4x的斷開用溝部45x。在本形態，斷開用溝部45x係由在第1凹部40x的中央或略中央交叉之2條溝451、452所構成，該溝451、452形成於第1凹部40x的底板部400x之盒外面側(面2a之側)。在本形態，2條溝451、452係正交。斷 開用溝部45x係剖面呈梯形狀或略V字形狀，溝底部450x係因應要設定的斷開負載，設定成預定厚度。若將斷開用溝部45x的斷面作成為梯形狀，能夠在溝底部450x進行厚度的測定。在本形態，溝底部450x之厚度為0.03mm~0.08mm左右。該斷開用溝部45x係如以下所說明，作為當電池盒1x的內部壓力過剩地上升時裂開，讓內部壓力釋放到電池盒1x的外部之安全閥4x來發揮功能。
又，在本形態，在第1凹部40x的底板部400x之盒外面側(面2a之側)藉由2條溝451、452所區劃的4個區域401、402、403、404之中央，形成有藉由沖壓加工朝盒內側凹陷之圓形凹部405。
該結構的蓋2係除了如圖6所示的延伸成形製程、溝部成形製程等，可藉由將用來形成凹部405之沖壓加工單獨或與其他製程同時地進形來加以製造。
(安全閥4x等的功能)
圖11係顯示在本發明的實施形態2的電池盒1x中，安全閥4x伴隨內部壓力的上升而形狀改變之說明圖，其中圖4(a)、(b)分別為內部壓力上升時的安全閥4x之說明圖、及內部壓力進一步上升時的安全閥4x之說明圖。
在使用本形態的電池盒1x之二次電池，內部壓力伴隨反覆進行的充電與放電而變動。更具體而言，在 二次電池的情況，由於在充電時會發熱，故，二次電池的溫度上升而內部壓力上升，相反地在放電時，由於不會產生該發熱，故，二次電池的溫度降低，內部壓力也降低。再者，亦有內部壓力伴隨環境溫度變化而變動之情況。
當有這樣的內部壓力上升時，蓋2係從如圖10所示的狀態成為如圖11(a)所示的狀態，薄板部分30全體朝盒外側移位，並且第1凹部40x之底板部400x朝盒外側變形。此時，構成連接部分48x之折疊部分也變形。然後，當充電停止而內部壓力降低時，蓋2係薄板部分30全體朝盒內側移位，並且第1凹部40x的底部也朝盒內側變形，從如圖11(a)所示的狀態返回成為如圖10所示的狀態。
相對於此，當內部壓力上升，從圖10所示的狀態，成為如圖11(a)所示，蓋2的薄板部分30全體朝盒外側移位，並且第1凹部40x的底板部400x朝盒外側變形後，內部壓力進一步上升時，蓋2從如圖11(a)所示的狀態，成為如圖11(b)所示的狀態，薄板部分30全體進一步朝盒外側移位，並且第1凹部40x的底板部400x朝盒外側膨出地變形。又，構成連接部分48x之折疊部分也變形。然後，在內部壓力超過設定值的時間點，斷開用溝部45裂開。因此，能夠將內部壓力釋放到電池盒1x的外部。在本形態，設定溝底部450x的厚度等，使得在內部壓力超過1.1MPa(設定值)的時間點，斷開用溝部45裂開。
(本形態的主要效果)
如以上所說明，在本形態的電池盒1x之蓋2，形成有將板部3凹陷成向盒內側彎曲的形狀之第1凹部40x，且在第1凹部40x的底板部400x之中央或略中央形成安全閥4x用的斷開用溝部45x。因此，即使在內部壓力伴隨反覆進行的充電與放電等而變動之情況，該內部壓力的變化可藉由第1凹部40x的底板部400x朝盒外側及盒內側變形所吸收。因此，因過大的壓縮應力、過大的拉引應力等不會施加於斷開用溝部45x，所以，在斷開用溝部45不易產生疲勞。因此，除了內部壓力到達超過充電時、環境溫度的上升等的通常壓力上升這樣的等級以外，斷開用溝部45x不會裂開。因此，能夠謀求安全閥4x的作動壓力之穩定化。
又，由於在容易變形的第1凹部40x的底板部400x之中央或略中央形成有斷開用溝部45x，故，當底板部400x朝盒外側膨出之際，在斷開用溝部45x，首先被施加壓縮應力後，再被施加拉引應力，使得斷開用溝部45x裂開。因此，在斷開用溝部45x，溝底部450x的厚度具有某種程度，即使厚也能確實地裂開。因此，能夠提高斷開用溝部45x之強度，所以，在二次電池的組裝作業中，不易發生斷開用溝部45x裂開之事態。因此，容易進行電池盒1x的處理。又，第1凹部40x的底板部400x的變形與斷開用溝部45x的裂開之兩階段的壓力的結構， 故，斷開用溝部45x的溝底部450x的厚度、形狀、第1凹部40x的底板部400x的形狀等可設定的作動壓之參數多，因此，能夠將作動壓設定在任意的等級。
且，在本形態，於構成蓋2的板部3形成薄板部分30，在薄板部分30設置安全閥4x，因此，安全閥4x不會朝盒外側突出需要以上。因此，具有在進行蓋2的安裝作業等時不易造成安全閥4x受損之虞產生的優點。又，在本形態，由於連接部分48x(第1連接部分46x及第2連接部分47x)係處於從板部3朝盒外側突出之位置，故，即使在形成有朝盒內側凹陷之第1凹部40x的情況，也僅會成為第1凹部40x的底板部400x不會自板部3的盒內側之面突出的構造或稍許突出之構造等，達到與實施形態1相同的效果。
且，在本形態，第1凹部40x形成為圓形，斷開用溝部45x係由在第1凹部40x的底板部400x的中央或略中央交叉之2條溝451、452所構成。因此，當內部壓力到達超過充電時、環境溫度的上升等的通常壓力上升這樣的等級時，斷開用溝部45x可確實地裂開。
又，由於2條溝451、452係呈直角交叉，故，被第1凹部40x的底板部400x之2條溝451、452所區劃的4個部分401、402、403、404具有相同強度。因此，在內部壓力上升時，4個部分401、402、403、404會同樣地變形，因此，斷開用溝部45x不會不經意地裂開。且，在該4個部分401、402、403、404形成有凹部 405，凹部405補強該4個部分401、402、403、404。因此，4個部分401、402、403、404具有充分的強度，因此，斷開用溝部45x不會不經意地裂開。
(實施形態2之變形例)
在前述實施形態2，第1凹部40x的底板部400x朝盒內側平緩地彎曲，但亦可採用第1凹部40x的底板部400x成為平面部之結構。
在前述實施形態2，將安全閥4x形成於電池盒1x之蓋2，但亦可將安全閥形成於盒本體10側。
在前述實施形態2，將第1凹部40x形成為在平面視角呈正圓形狀，但亦可將第1凹部40x形成為在平面視角呈長圓形狀等。
[產業上的利用可能性]
在本發明之電池盒，即使在內部壓力伴隨充電與放電的反覆進行而改變之情況，過大的壓縮應力、過大的拉引應力等不會施加於斷開用溝部，因此，在斷開用溝部不易產生疲勞。因此，除了內部壓力到達超過充電時、環境溫度的上升等的通常壓力上升這樣的等級以外，斷開用溝部不會裂開。因此，能夠謀求安全閥的作動壓力之穩定化。又，當第1凹部朝盒外側膨出時，在斷開用溝部，首先被施加壓縮應力，然後被施加拉引應力，接著該斷開用溝部裂開。因此，在斷開用溝部，溝底部的厚度具 有某種程度，即使厚也能確實地裂開。因此，能夠提高斷開用溝部之強度，所以，在二次電池的組裝作業中，不易發生斷開用溝部裂開之事態。因此，容易進行電池盒的處理。又，在本發明，由於為承接第1凹部的變形與斷開用溝部的裂開之兩階段的壓力的結構，故，斷開用溝部的溝部底部的厚度、形狀、第1凹部的形狀等可設定的作動壓之參數多，因此，能夠將作動壓設定在任意的等級。

Claims (12)

  1. 一種電池盒，係在構成加工金屬板所形成的盒之其中一面的板部形成有安全閥用的斷開用溝部之電池盒，其特徵為：在前述板部形成有朝盒內側凹陷之第1凹部，在前述第1凹部的底部的中央或大致中央形成前述斷開用溝部，在前述板部中隔著前述第1凹部的兩側連接於該第1凹部的第1連接部分及第2連接部分，前述第1連接部分自前述第1凹部的底部算起之高度尺寸與前述第2連接部分自前述第1凹部的底部算起之高度尺寸的比係處於0.5：1.0到1.0：0.5的範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項之電池盒，其中，前述第1連接部分及前述第2連接部分中的至少其中一方係由將前述板部在厚度方向上進行多重折疊之折疊部分所構成。
  3. 如申請專利範圍第2項之電池盒，其中，在前述折疊部分，重疊於前述板部的盒外側的面之部分係從該板部的盒外側的面分離。
  4. 如申請專利範圍第3項之電池盒，其中，在對前述第1連接部分，與前述第1凹部呈相反側的位置及/或對前述第2連接部分，與前述第1凹部呈相反側的位置，形成有朝盒內側凹陷之第2凹部。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之電池盒，其中，前述斷開用溝部係形成在前述第1凹部的底部之盒外 側的面。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之電池盒，其中，前述第1凹部之底部係具備平面部，在該平面部形成前述斷開用溝部。
  7. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之電池盒，其中，前述第1凹部係在前述板部呈溝狀延伸設置，前述斷開用溝部沿著前述第1凹部的延伸設置方向延伸設置著。
  8. 如申請專利範圍第7項之電池盒，其中，前述第1凹部係形成為在周方向相連之環狀。
  9. 如申請專利範圍第8項之電池盒，其中，前述斷開用溝部係以1個以上的間斷部分，沿著前述第1凹部延伸設置在周方向。
  10. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之電池盒，其中，前述第1凹部係在前述板部形成為圓形，前述斷開用溝部係由在前述第1凹部的底部之中央或大致中央交叉的2條溝所構成。
  11. 如申請專利範圍第10項之電池盒，其中，前述2條溝係呈直角交叉。
  12. 如申請專利範圍第10項之電池盒，其中，在前述第1凹部的底部中藉由前述2條溝所區隔的4個部分，形成有補強用凹部。
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