WO2002021614A1

WO2002021614A1 - Packaging container for transporting batteries

Info

Publication number: WO2002021614A1
Application number: PCT/JP2001/007714
Authority: WO
Inventors: Yoshinobu Morita; Yutaka Hongo
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2002-03-14
Also published as: CN1209827C; KR100863401B1; EP1335437A1; US7763380B2; US20030034274A1; EP1335437A4; JP2002075308A; KR20020059689A; CN1388992A

Description

明細書電池の輸送用包装容器技術分野

本発明は、リチウム一次電池、リチウムイオン二次電池等の小型電池を製造者から出荷輸送するための電池の輸送用包装容器に関するものである。背景技術

携帯電話機、ノ一卜形パーソナルコンピュータ、携帯 A V機器等の携帯電子機器の小型軽量化あるいは高機能化の進展に伴って、その電源である電池の小型化、高エネルギー化が要求され、その要求に応え得る電池としてリチウム一次電池、リチウムイオン二次電池の採用が拡大している。また、カメラの電子制御化に伴ってその電源として用いられてきたアルカリ乾電池もリチウム一次電池への移行が進んでいる。

このリチウム一次電池、リチウムイオン二次電池は、従来広く用いられているニッケル力ドミゥムニ次電池やアル力リ乾電池などと比較してエネルギー密度及び、出力電圧が高いため使用する本数を減らすことができ、前述のような携帯電子機器やカメラの電源として好適である。しかし、このリチウム系の電池は電解液に有機電解液が用いられているため、仮に着火したときには激しく燃焼するこのようなエネルギー密度が高く可燃性の有機電解液を含む電池は、電池の製造者から出荷されるときの輸送手段に応じた規制がある。

その例としては、 I C A O (国際民間航空機関）の T I (技術指針）や I A T A (国際航空輸送協定）の D G R (危険物規則）による国際航空輸送における規制措置、並びに航空法による国内航空輸送における規制措置がある。また、船舶輸送についても航空輸送と同様に、 I M O (国際海事機関）の I MD G C (国際海事危険物コード）や S O L A S条約（国際人命安全条約）による国際船舶輸送における規制措置、並びに船舶安全法や危険物規則による国内船舶輸送における規制措置がある。

また、国際連合の経済社会理事会に設置された危険物専門家委員会によって、リチウム電池、火薬、ガソリン、放射性物質などは、危険物として指定されており、それらの国際輸送に関する厳しい条件がつけられている。国連危険物輸送専門家委員会勧告（国連勧告）によって、素電池中の金属リチウムが 5 g以上、あるいは組電池中の金属リチウムが 2 5 g以上の比較的大型のリチウム電池は、クラス 9の危険物として指定され、その輸送には、危険物容器等級 I Iの包装容器が必要とされる。また、この容器等級 I Iを必要とする危険物は、梱包検査が義務付けられており、この梱包検査に合格しなければ輸送禁止となる。

一方、 1 9 9 8年発行の国連勧告の特別条項部分 S P 1 8 8により、金属リチウムを使用するリチウム一次電池について、素電池中の金属リチウムまたはリチウム合金が 1 g以下、あるいは組電池中において 2 g以下の電池ではリチウム量が少なく危険性が軽微であることを理由に危険物指定から除外されている。また、 1 9 9 8年 1 2月の国連危険物輸送専門家委員会では、リチウムィォン二次電池についても規制対象となったが、リチウムィォン二次電池は金属リチゥムを使用せず、リチウム一次電池より危険が少ないとして、金属リチウムに換算したリチウム量が素電池中で 1 . 5 g以下、あるいは組電池中で 8 g以下のものは危険物指定から除外されている。

現在、国連勧告で危険物から除外されたリチウム一次電池及びリチウムィォン二次電池は、国際的に統一された包装容器の指定等の輸送条件に関する取り決めがなく、電池の製造者及び輸送業者が独自に適切な梱包を施したうえで輸送している。

しかしながら、国連勧告の除外範囲内であってもリチウム一次電池及びリチゥムイオン二次電池を航空輸送する場合は、 I C A O/ I A T Aの規則 A 4 5にある「電池の短絡防止処置及び丈夫な外装容器に収納等の規定の包装」に適合させなければならない。この「電池の短絡防止処置及び丈夫な外装容器に収納等の規定の包装」は非常に抽象的な表現であり、その判断は出荷する電池の製造者及び輸送業者に任せられることになる。しかし、今後、生産出荷の経験が乏しい製造者や輸送業者がリチゥム一次電池、リチウムィオン二次電池の製造及び輸送に新規参入する可能性は大きく、特に輸送用包装容器の性能に関する一定の枠組みの作成が望まれている。また、リチウム一次電池、リチウムイオン二次電池などの可燃性有機電解液を使用した電池の輸送については、電池メーカ、電池使用機器メーカ、サービス会社など産業界の健全な発展のためにも安全輸送を一層確実にする必要がある。本発明は、上記のように明確に規則として決まっていない小型でしかも除外範囲内のリチウム一次電池、リチウムイオン二次電池を、前述した国連勧告でクラス 9の危険物に適用される容器等級 I Iの検査に合格すると共に、 I C A OZ I A T Aによる規則 A 4 5を明確にクリアする包装容器を提供することを目的とするものである。発明の開示

上記目的を達成するための本願の第 1発明は、危険物として指定される規定値以下のリチウム含有量を有する小型電池を輸送する用に供される電池の輸送用包装容器であって、複数の小型電池を梱包した総重量が 2 5 k g以下となる外装容器を構成する材料の破裂強さが、 J I Sに規定された試験方法において 1 3 . O k g f / c m²以上であることを特徴とする。外装容器に複数の小型電池を収めて梱包したときの総重量が 2 5 k g以下であれば、人手によるハンドリングも可能であり、前記破裂強さ以上の段ボールやファイバ一ボードで外装容器を形成すると、小型電池を安全に輸送することができる。

また、本願の第 2発明は、危険物として指定される規定値以下のリチウム含有量を有する小型電池を輸送する用に供される電池の輸送用包装容器であって、複数の小型電池を梱包したときの総重量が 2 5 k g以下となる外装容器は、その各面の各角部が直角の 6面体に形成され、これが 1 . 2 mの高さから天面の角が着地する対角落下したときにも小型電池が包装容器から脱出せず、 3 mの高さに積み上げても輸送の安全性に影響を及ぼす変形が生じない強度を有することを特徴とする。この落下試験及び積み重ね試験に合格する外装容器を用いて複数の小型電池を梱包することにより、小型電池の安全輸送を確保することができる。上記各構成において、外装容器を構成する材料は、パルプライナを用いた厚さが 7 mm以上の、 Aフルートと Bフルートとの組み合わせ、あるいは Cフル一トと Bフルートとの組み合わせによる複両面または複複両面段ボールが好適である。

また、複両面段ボールの表ライナは、 J I Sで規定された坪量 2 1 0 g/n 以上、破裂強さ 6 k g f / c m²以上のものを使用すると、所望の強度を得ることができるほか、外装容器の内側に、少なくとも 1層の複両面または両面段ボ一ルを配設することにより、外装容器の強度を補い、小型電池の保護をより効果的になすこともできる。

更に、本発明の包装容器は、ニッケル水素電池、アルカリ乾電池などにも適用できるが、主としてリチウム一次電池またはリチウムイオン二次電池や、リチゥム一次電池またはリチウムィォン二次電池を組み込んだ装置または同梱した機器を、上記各構成によって規制をクリアして輸送することを目的としている。また、小型電池が素電池であるときには、素電池毎に絶縁材料で仕切りを設けることにより、輸送中の振動や衝撃により電池に短絡が発生することが防止できる。小型電池が組電池や電池パックである場合には、組電池や電池パックを構成する複数個のプロック毎に包装した個装パヅクに形成することにより、短絡防止と共に電池の保護がより確実になされる。

また、本発明の包装容器は、国連勧告による危険物指定から除外された、金属リチウムまたはリチウム合金が素電池では 1 g以下、組電池では 2 g以下のリチウム一次電池または金属リチウム換算量が素電池では 1 . 5 g以下、組電池では 8 g以下のリチウムイオン二次電池を安全に輸送する為のものであり、本発明の構成が然るべき包装容器の基準として示されるものである。図面の簡単な説明

図 1は実施形態に係る組電池の構成を示す斜視図であり、

図 2 A〜 Dは個装パックの組立て手順を示す斜視図であり、

図 3は実施例 1に係る外装容器の構成を示す斜視図であり、

図 4は実施例 1に係る輸送用包装容器の構成を示す斜視図であり、

図 5は実施例 1に係る輸送用包装容器の梱包状態を示す斜視図であり、図 6は実施例 2に係る輸送用包装容器の構成を示す斜視図であり、

図 7は実施例 3に係る輸送用包装容器の構成を示す斜視図であり、

図 8は実施例 4に係る輸送用包装容器の構成を示す斜視図である。発明を実施する為の最良の形態

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本実施形態は、小型電池、特に国連勧告特別条項 S P 1 8 8で危険物から除外されているリチウム一次電池、リチウムイオン二次電池を梱包する輸送用包装容器について示すものである。

本実施形態に係る輸送用包装容器による梱包の対象である小型電池 1は、 I E C名称： I C R 1 8 6 5 0のリチウムイオン二次電池であり、この 1 5個の小型電池 1を、図 1に示すように、 5個一組として並列に並べた束を 3束一組として直列に並べ、 S U ( S a f e t y U n i t ) 基板 2を接続して組電池 2 0として構成したものである。この組電池 2 0は、図 2 A〜Dに示す手順により個装される。まず、組電池 2 0は、図 2 Aに示すように、厚さ 0 . 0 3 mmのポリエチレン袋 3に挿入され、次いで、 Bフルート両面段ボールにより形成された個装用パット 4で包まれる。図 2 B並びに図 2 Cに示すように、 S U基板 2を加圧しないように S U基板 2上を開放して個装用パット 4を内側に折り返し、図 2 Dに示すように、折り返し部分をセロハンテープ 5で固定する。このように個装された個装パック 2 1は 5段に積み重ねられ、図 4に示すように、ビニールテープ 6 で一体に結束した個装ブロック 2 2に形成される。

以下に、この個装プロック 2 2を梱包する 4形態の実施例 1〜 4について示し、梱包状態及び梱包重量が異なる各形態それそれの適性を 2例の比較例構成と比較検証した検証結果について説明する。

(実施例 1 )

本実施例 1では、図 4に示すように、前記個装ブロック 2 2を 2つ並べて外装容器 1 0内に収容梱包する。外装容器 1 0は、 Aフルートと Bフルートとの組み合わせによる複両面段ボールにより、図 3に示すように、外形寸法の長さが 2 3 0 mm、幅 Wが 2 3 0 mm、及び高さ Hが 1 9 8 mmに形成される。複両面段ボールは、品質が均一で、中しんとライナとの接着不良、汚れ、きずなどの使用上の欠陥のないもので、厚さが 8 mmのものを使用している。また、表ライナはパルプライナを使用し、 J I S P 3 9 0 2で規定された A級、坪量が 2 1 8 g/m²で、破裂強さが 6 . 6 k g f / c m²のものである。また、段ボール接合は、幅 1 . 7 mmのサビ止め処理した鋼製の平線を用いた重ね接合を用いている c また、外装容器 1 0を構成する長さ面 1 0 4、幅面 1 0 5、内フラップ 1 0 2、外フラップ 1 0 1の各切断部、各折り曲げ部は互いに直角で、折り曲げ辺から折り曲げて箱に形成したとき、表面に破損が生じたり、切断辺に欠陥がないものとする。

この外装容器 1 0による個装ブロック 2 2の梱包は、図 4に示すように、上記外装容器 1 0による個装ブロック 2 2の保護をより確実にするため、付属類を配して構成する。

まず、外装容器 1 0の底面を閉じる。底面の接合部は平線による重ね接合で、継ぎしろの幅は 3 8 mm、平線止めの間隔は 5 0 mm、内フラップ 1 0 2の折り曲げ線から最も近い平線までの距離は 2 2 mmである。この重ね接合部は、外フラップ 1 0 1の幅面 1 0 5との平行辺と共に、幅 5 5 mmの布ガムテープ 2 3が只占 ¾ iれる。底面が閉じられた外装容器 1 0の内底部に厚さ約 5 mmの Aフルート両面段ボールにより形成された下パット 7を入れる。次に、 Aフルート段ボールにより形成された仕切り板 8を介して個装プロック 2 2を 2つ並列に並ぺ、その周囲を Aフルートと Bフルートによる複両面段ボールにて形成した胴枠 9で囲って外装容器 1 0内に入れる。次いで、各個装パヅク 2 1の上に外装容器 1 0との隙間を埋めるための埋め板 1 1をそれぞれ 3枚ずつ重ねて置き、その上に Aフルート段ボールによる上パヅト 1 2を置き、外装容器 1 0の内フラップ 1 0 2、外フラヅプ 1 0 1を閉じ、幅 5 5 mmの布ガムテープ 2 3の貼着により固定する。以上の梱包手順により、図 5に示すように、電池梱包品 2 5に完成される。この実施例 1における梱包の総重量は 6 . 8 k g. このうち組電池 2 0の重量は 5 . 8 k g である。

(実施例 2 )

本実施例 2では、実施例 1と同様に、個装プロック 2 2を 2つ並べて外装容器 1 0内に収容梱包する。図 6に示すように、 2つの個装ブロック 2 2をその間に仕切り板 8を配して、そのまま底面を閉じた外装容器 1 3内に入れ、 5枚の埋め板 1 1をそれそれ個装プロック 2 2上に置き、外装容器 1 3の天面を閉じる。実施例 1と異なる点は、下パット 7、上パット 1 2、並びに胴枠 9を設けていない点である。

外装容器 1 3は、使用材料及び形成方法は実施例 1の外装容器 1 0と同一であるが、下パット 7等の付属類が減少したため、外装容器 1 0より一回り小さい外形寸法に形成されている。この実施例 2における梱包の総重量は 6 . 5 k gs このうち組電池 2 0の重量は 5 . 8 k gである。

(実施例 3 )

本実施例 3では、図 7に示すように、個装ブロック 2 2を 4つ並べて外装容器 1 4内に収容梱包する。実施例 1の外装容器 1 0と同一の材料及び形成方法によつて形成された外装容器 1 4の底面を閉じ、 Aフル一ト両面段ボールにより形成された下パット 1 6を外装容器 1 4の内底面に入れる。この下パット 1 6の上に Aフルート両面段ボールにより形成された仕切り板 8を介して個装ブロック 2 2を 4つ並べ、その周囲を Aフル一卜と Bフルートとによる複両面段ボールで形成した胴枠 1 8で囲み、各個装ブロック 2 2の上にそれそれ 3枚ずつ埋め板 1 1 を配し、その上に Aフルート両面段ボールにより形成された上パット 17を置き、外装容器 14の天面を閉じる。この実施例 3における梱包の総重量は 13. I k g このうち組電池 20の重量は 1 1. 6 kgである。

(実施例 4)

本実施例 4では、図 8に示すように、個装プロック 22を 8つ外装容器 1 5 内に収容梱包する。実施例 1の外装容器 1 0と同一の材料及び形成方法によって形成された外装容器 1 5の底面を閉じ、 Aフルート両面段ボールにより形成された下パット 1 6を外装容器 1 5の内底面に入れる。この下パヅト 1 6の上に Aフルート両面段ボールにより形成された仕切り板 8を介して個装プロック 22を 4 つ並べ、更にその上に個装プロック 22を 4つ並べる。この 8つの個装ブロック 22の周囲を Aフルートと Bフルートとによる複両面段ボールで形成した胴枠 2 7で囲み、各個装ブロック 22の上にそれそれ 4枚ずつ埋め板 1 1を配し、その上に Aフルート両面段ボールにより形成された上パット 17を置き、外装容器 1 5の天面を閉じる。この実施例 4における梱包の総重量は 25. 0 kg、このうち組電池 20の重量は 23. 2 kgである。

上記実施例 1〜 4の適性を検証するための比較対象として、以下に比較例 1、 2の構成を示す。

(比較例 1 )

外装容器は実施例 1に示した外装容器 10と同形同寸で、材料は Aフルートを用いた両面段ボールにより形成されたものである。この両面段ボールの表ライナは J I S P 3902で規定された A級で、坪量が 200 g/m 破裂強さが 5. 8 kgf/cm²であり、 J I Sで規定された測定方法による両面段ボ一ルの破裂強さが 1 1. O kgfノ cm²である。外装容器の形成方法及び 2つの個装ブロック 22の梱包方法、用いる付属類も同等、同数である。この比較例 1における梱包の総重量は 6. 3 kgで、このうち組電池 20の総重量は 5. 8 kgである。

(比較例 2)

前記比較例 1による構成から付属類を埋め板だけにして、 2つの個装ブロック 22を直接外装容器内に収容梱包する。この比較例 2における梱包の総重量は 6. 0kgで、このうち組電池 20の総重量は 5. 8 kgである。

以上説明した実施例 1〜4及び比較例 1、 2について、同一条件での試験を実施する。試験項目は、 3m以上の擬似積み重ね試験と落下試験である。なお、以下の試験方法は、公的の試験機関で採用されている方法である。

積み重ね試験の試験条件は、試験対象物を気温 20°C、相対湿度が 65%の環境下に 24時間放置した後、下式で示される算出基準に基づく条件で試験を実施した。

W= (3 - h) /hxG

ここで、 Wは試験荷重、 hは試験対象物の高さ、 Gは試験対象物の総重量である。

積み重ね試験の判定基準は、 ①内容物の脱出がないこと、 ②輸送の安全性に影響を及ぼす恐れのある変質や積み重ねの安全性を損なう恐れのある変形がないことである。

落下試験の試験条件は、試験対象物を気温 20で、相対温度が 65%の環境下に 24時間放置した後、次の条件で試験を実施した。

落下姿勢は、対面落下以外は落下面に対して衝撃点の垂直方向に重心がくるようにして、 5回の落下を実施する。第 1回目の落下は天面の角から落下面に落下する対角落下、第 2回目の落下は底面の対面落下、第 3回目の落下は天面の対面落下、第 4回目の落下は側面の対面落下、第 5回目の落下は妻面の対面落下である。また、落下高さ（H) は、下式により決定する。

H= 1. 2mx仕様質量/実測質量落下試験の判定基準は、 ①内容物の脱出がないこと、 ②外装容器に輸送中の安全性に影響を与えるような損傷がなく、内装容器から内容物の漏出がないことである。

上記積み重ね試験及び落下試験を、実施例 1〜4及び比較例 1、 2の構成についてそれそれ実施し、目視により判定した結果を表 2に示す。尚、実施例 1〜 4及び比較例 1、 2の概略構成を一覧にして表 1に示し、比較対象の参考に供する o

表 1

表 2

表 2から分かるように、実施例 1、 2、 3、 4に示した構成は、積み重ね試験及び落下試験の各判定項目について、いずれも合格の結果が得られている。一方、比較例 1、 2はともに総合判定は不合格であるが、比較例 1の構成では、複両面段ボールによる胴枠や上下パット等の付属類が両面段ボ一ルによる外装容器の強度を補っていることが分かる。また、実施例と比較例との差は、表 1から分かるように、複両面段ボールを用いた外装容器 1 0、 1 3、 1 4、 1 5の破裂強さの差が大きく、内容物（個装プロヅク 2 2 ) の重量や体積が大きい場合でも、胴枠 1 8、 2 7や下パット 7、 1 6等の付属類が外装容器 1 4、 1 5の強度を補っていると考えられる。

以上説明した実施例では、複数の小型電池 1を一体に組み合わせた組電池 2 0を梱包対象とした例を示したが、複数の素電池を梱包する用にも供することができる。この場合は、クラフト紙等の絶縁紙を格子状に組立てた枠内に素電池を 1個ずつ収めて短絡防止と電池保護を図る。

また、外装容器 1 0、 1 3、 1 4、 1 5は、 Aフルートと Bフルートとの組み合わせによる複両面段ボールを用いて形成しているが、欧米で一般的に使用されている Cフルートと Bフルートとの組み合わせも有効である。また、重量や体積が大きい場合やより強度の向上を求める場合は、複複両面段ボールの使用が有効である。また、外装容器はファイバ一ボードで構成することもできる。 ^に重量や体積が小さい場合は、破裂強さが 1 3 . O k g f Z c m²以上ある両面段ポ —ルでも所要の強度を得ることができる。この選択は、電池の種類または電池を用いた装置、機器の種類によって使い分けするのが望ましいが、しかし、当然強固にするほど包装容器の価格増につながる。産業上の利用可能性

本発明の包装容器によれば、輸送用の包装基準が定かでない危険物から除外されているリチウム電池などの小型電池の輸送用の包装形態を、危険物として指定されて包装基準が設定された電池の包装形態に準じたものとして構成することができるので、小型電池の安全輸送を確立するうえで有用である。

Claims

請求の範囲

1. 危険物として指定される規定値以下のリチウム含有量を有する小型電池を輸送する用に供される電池の輸送用包装容器であって、複数の小型電池を梱包した総重量が 25 kg以下となる外装容器を構成する材料の強度が、 J I S 規定による破裂強さ試験方法において 13. Okgf/cm²以上を有することを特徴とする電池の輸送用包装容器。

2. 危険物として指定される規定値以下のリチウム含有量を有する小型電池を輸送する用に供される電池の輸送用包装容器であって、複数の小型電池を梱包した総重量が 25 kg以下となる外装容器は、その各面の各角部が直角の 6 面体に形成され、これが 1. 2mの高さから天面の角が着地する対角落下したときにも小型電池の脱出がなく、 3mの高さに積み上げても輸送の安全性に影響を及ぼす変形が生じない強度を有することを特徴とする電池の輸送用包装容器

3. 外装容器を構成する材料は、パルプライナを用いた厚さ 7 mm以上の複両面段ボールまたは複複両面段ボールである請求の範囲第 1項または第 2項に記載の電池の輸送用包装容器。

4. 複両面段ボールの表ライナは、 J I S規定における坪量が 210 g

Zm²以上で、 J I S規定における破裂強さが 6kgf/cm²以上である請求の範囲第 3項に記載の電池の輸送用包装容器。

5. 外装容器を構成する材料は、 Aフルート、 Bフルート及び Cフル一トを選択的に組み合わせた複両面段ボールまたは複複両面段ボールである請求の範囲第 1項または第 2項に記載の電池の輸送用包装容器。

6 . 複両面段ボールの表ライナは、 J I S規定における坪量が 2 1 0 g /m^a以上で、 J I S規定における破裂強さが 6 k g f / c m²以上である請求の範囲第 5項に記載の電池の輸送用包装容器。

7 . 外装容器の内側に、少なくとも 1層の複両面段ボールまたは両面段ボールが配設されてなる請求の範囲第 1項または第 2項に記載の電池の輸送用包

8 . 小型電池は、リチウム一次電池またはリチウムイオン二次電池である請求の範囲第 1項または第 2項に記載の電池の輸送用包装容器。

9 . 小型電池は、リチウム一次電池またはリチウムイオン二次電池を組み込んだ装置または同梱した機器である請求の範囲第 1項または第 2項に記載の電池の輸送用包装容器。

1 0 . 小型電池は、素電池毎に絶縁材料で仕切られてなる請求の範囲第 1項または第 2項に記載の電池の輸送用包装容器。

1 1 . 小型電池は、複数個のブロック毎に包装した個装パックに形成して外装容器内に収容されてなる請求の範囲第 1項または第 2項に記載の電池の輸送用包装容器。

1 2 . 危険物として指定される規定値以下のリチウム含有量を有する小型電池は、電池中の金属リチウムまたはリチウム合金が素電池では 1 g以下、組電池では 2 g以下のリチウム一次電池、または電池中の金属リチウム換算量が素電池では 1 . 5 g以下、組電池では 8 g以下のリチウムイオン二次電池である請求の範囲第 1項または第 2項に記載の電池の輸送用包装容器。