JP2003297324A - 蓄電素子の安全弁構造および蓄電素子 - Google Patents
蓄電素子の安全弁構造および蓄電素子Info
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- JP2003297324A JP2003297324A JP2002096669A JP2002096669A JP2003297324A JP 2003297324 A JP2003297324 A JP 2003297324A JP 2002096669 A JP2002096669 A JP 2002096669A JP 2002096669 A JP2002096669 A JP 2002096669A JP 2003297324 A JP2003297324 A JP 2003297324A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 蓄電素子内で少量のガスが発生した場合およ
び大量のガスが発生した場合のいずれにも対処可能で、
設けるためのスペースが小さな安全弁構造を提供する。 【解決手段】 蓄電素子の容器に設ける安全弁構造４で
あって、開弁圧が低く、開口面積が小さい第１安全弁４
１と、開弁圧が高く、開口面積が大きい第２安全弁４２
とからなり、第１安全弁４１の周囲にそれを囲繞するよ
うに第２安全弁４２を設けることを特徴とする安全弁構
造４。安全弁構造４は容器壁３の壁厚を薄くすること、
並びに容器を形成する積層フィルム同士の接着強度を弱
めることにより形成することができる。
び大量のガスが発生した場合のいずれにも対処可能で、
設けるためのスペースが小さな安全弁構造を提供する。 【解決手段】 蓄電素子の容器に設ける安全弁構造４で
あって、開弁圧が低く、開口面積が小さい第１安全弁４
１と、開弁圧が高く、開口面積が大きい第２安全弁４２
とからなり、第１安全弁４１の周囲にそれを囲繞するよ
うに第２安全弁４２を設けることを特徴とする安全弁構
造４。安全弁構造４は容器壁３の壁厚を薄くすること、
並びに容器を形成する積層フィルム同士の接着強度を弱
めることにより形成することができる。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、蓄電素子内で発生
したガスを排気するための安全弁構造、および該安全弁
構造を備えた蓄電素子に関する。
したガスを排気するための安全弁構造、および該安全弁
構造を備えた蓄電素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】蓄電素子には電池、キャパシタ等が含ま
れるが、近年、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の
携帯用電子機器の普及に伴い、これらに使用するための
二次電池の需要が増大している。さらに、大気汚染の原
因となる自動車からの排出ガス、なかんずく地球温暖化
の原因である温室効果を導く二酸化炭素ガスの排出を削
減するために、ハイブリッド車および電気自動車の開発
が進められており、これらに使用するための二次電池に
ついての研究も鋭意行われている。該二次電池は一般
に、正極活性物質と負極活性物質とをセパレータを介在
させて積層して電極体を作製し、該電極体を電解液と共
に電池容器に封入して製造される。
れるが、近年、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の
携帯用電子機器の普及に伴い、これらに使用するための
二次電池の需要が増大している。さらに、大気汚染の原
因となる自動車からの排出ガス、なかんずく地球温暖化
の原因である温室効果を導く二酸化炭素ガスの排出を削
減するために、ハイブリッド車および電気自動車の開発
が進められており、これらに使用するための二次電池に
ついての研究も鋭意行われている。該二次電池は一般
に、正極活性物質と負極活性物質とをセパレータを介在
させて積層して電極体を作製し、該電極体を電解液と共
に電池容器に封入して製造される。
【０００３】ところで二次電池は、過充電、逆充電、加
熱等の異常事態において、電解液の電気分解および／ま
たは熱分解が生じて電池内部でガスが発生することがあ
る。そのため、一般に電池容器にはガス排気用の安全弁
が設けられ、ガスの発生による電池容器内圧の上昇を抑
制し、電池容器の破損等を防止している。例えば、リチ
ウム二次電池の過充電試験では、１Ｃ程度の充電電流で
電池容器からの穏やかなガスの噴出が確認されている。
そしてガスの噴出量は充電電流の増加にほぼ比例し、１
０Ｃ程度の大きな充電電流では多量のガスが急激に噴出
する。
熱等の異常事態において、電解液の電気分解および／ま
たは熱分解が生じて電池内部でガスが発生することがあ
る。そのため、一般に電池容器にはガス排気用の安全弁
が設けられ、ガスの発生による電池容器内圧の上昇を抑
制し、電池容器の破損等を防止している。例えば、リチ
ウム二次電池の過充電試験では、１Ｃ程度の充電電流で
電池容器からの穏やかなガスの噴出が確認されている。
そしてガスの噴出量は充電電流の増加にほぼ比例し、１
０Ｃ程度の大きな充電電流では多量のガスが急激に噴出
する。
【０００４】ここで、過充電等により発生したガスの量
と電池容器に設けられる安全弁の開口面積との関係につ
いて考察する。電池内部で比較的少量のガスが穏やかに
発生する場合、安全弁の開口面積が小さくとも該ガスは
安全弁の開弁により十分に外部に流出することができ
る。そしてガスの流出に伴う電池内の反応は、電池内部
温度を１００℃程度まで上昇させた後に終息する。一
方、安全弁の開口面積が大きいと、ガスの発生により安
全弁が開弁した後に安全弁から電池内に空気が侵入す
る。すると電極の短絡によるスパークと空気中に含まれ
る酸素により燃焼反応が生じ、多量の燃焼ガスが発生す
ると共に電池内部の温度が３００〜４００℃にまで上昇
して電池が著しく破損する。また比較的大量のガスが急
激に発生する場合には、安全弁の開口面積が小さいとガ
ス排気能力の不足のために電池容器内圧が上昇して電池
が破損してしまう。安全弁の開口面積が大きくガス排気
能力が十分であれば、この現象は生じない。
と電池容器に設けられる安全弁の開口面積との関係につ
いて考察する。電池内部で比較的少量のガスが穏やかに
発生する場合、安全弁の開口面積が小さくとも該ガスは
安全弁の開弁により十分に外部に流出することができ
る。そしてガスの流出に伴う電池内の反応は、電池内部
温度を１００℃程度まで上昇させた後に終息する。一
方、安全弁の開口面積が大きいと、ガスの発生により安
全弁が開弁した後に安全弁から電池内に空気が侵入す
る。すると電極の短絡によるスパークと空気中に含まれ
る酸素により燃焼反応が生じ、多量の燃焼ガスが発生す
ると共に電池内部の温度が３００〜４００℃にまで上昇
して電池が著しく破損する。また比較的大量のガスが急
激に発生する場合には、安全弁の開口面積が小さいとガ
ス排気能力の不足のために電池容器内圧が上昇して電池
が破損してしまう。安全弁の開口面積が大きくガス排気
能力が十分であれば、この現象は生じない。
【０００５】以上をまとめると、小さな開口面積を有す
る安全弁は、大量のガスが発生した場合、電池容器内圧
の上昇を引き起こして電池の破損を生じる。一方、大き
な開口面積を有する安全弁は、高いガス排気能力を有す
るけれども、少量のガスしか発生しない場合には安全弁
を通して空気が電池内に侵入して燃焼反応を起こし、小
さな開口面積を有する安全弁の場合には電池を破損しな
い程度の少量のガスの発生の場合にも、電池の破損を生
じる可能性がある。従って、少量のガスが発生する場合
には小さい開口面積を有する安全弁が、また大量のガス
が発生する場合には大きい開口面積を有する安全弁が電
池の破損を防止する観点から好ましい。
る安全弁は、大量のガスが発生した場合、電池容器内圧
の上昇を引き起こして電池の破損を生じる。一方、大き
な開口面積を有する安全弁は、高いガス排気能力を有す
るけれども、少量のガスしか発生しない場合には安全弁
を通して空気が電池内に侵入して燃焼反応を起こし、小
さな開口面積を有する安全弁の場合には電池を破損しな
い程度の少量のガスの発生の場合にも、電池の破損を生
じる可能性がある。従って、少量のガスが発生する場合
には小さい開口面積を有する安全弁が、また大量のガス
が発生する場合には大きい開口面積を有する安全弁が電
池の破損を防止する観点から好ましい。
【０００６】発生したガスの量が小さい場合と大きい場
合の双方に対処し得る安全弁を備えた二次電池の例とし
ては、特開２００１−１８５１１３公報に記載のものが
挙げられる。該公報に記載の二次電池は、初充電時、通
常使用時等の緩慢な内圧上昇で作動する第１安全弁と、
電池異常時に第１安全弁と共に作動する第２安全弁とを
有する。
合の双方に対処し得る安全弁を備えた二次電池の例とし
ては、特開２００１−１８５１１３公報に記載のものが
挙げられる。該公報に記載の二次電池は、初充電時、通
常使用時等の緩慢な内圧上昇で作動する第１安全弁と、
電池異常時に第１安全弁と共に作動する第２安全弁とを
有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に開示の二次電池では、第１安全弁と第２安全弁とが
それぞれ別個に設けられており、二次電池上に二つの安
全弁を設ける大きなスペースが必要であった。また、二
次電池上の異なる場所に二つの安全弁を設けることは、
電池を搭載する際の効率からも好ましくなかった。
報に開示の二次電池では、第１安全弁と第２安全弁とが
それぞれ別個に設けられており、二次電池上に二つの安
全弁を設ける大きなスペースが必要であった。また、二
次電池上の異なる場所に二つの安全弁を設けることは、
電池を搭載する際の効率からも好ましくなかった。
【０００８】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、少量のガスが発生した場合およ
び大量のガスが発生した場合のいずれにも対処でき、安
全弁を設けるスペースおよび蓄電素子の搭載効率の面に
悪影響を及ぼさない安全弁構造を簡単な構成により提供
すること、並びにそのような安全弁構造を備えた蓄電素
子を提供することにある。
のであり、その目的は、少量のガスが発生した場合およ
び大量のガスが発生した場合のいずれにも対処でき、安
全弁を設けるスペースおよび蓄電素子の搭載効率の面に
悪影響を及ぼさない安全弁構造を簡単な構成により提供
すること、並びにそのような安全弁構造を備えた蓄電素
子を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の請求項１に係る安全弁構造は、蓄電素子
の容器に設ける安全弁構造であって、開弁圧が低く、開
口面積が小さい第１安全弁と、開弁圧が高く、開口面積
が大きい第２安全弁とからなり、該第１安全弁の周囲に
それを囲繞するように該第２安全弁を設けることを特徴
とする。本発明では、少量のガスの発生時に開弁する第
１安全弁を取り囲むように大量のガスの発生時に開弁す
る第２安全弁を隣接して設けたことにより、安全弁構造
を設けるスペースが小さくなる。
めに、本発明の請求項１に係る安全弁構造は、蓄電素子
の容器に設ける安全弁構造であって、開弁圧が低く、開
口面積が小さい第１安全弁と、開弁圧が高く、開口面積
が大きい第２安全弁とからなり、該第１安全弁の周囲に
それを囲繞するように該第２安全弁を設けることを特徴
とする。本発明では、少量のガスの発生時に開弁する第
１安全弁を取り囲むように大量のガスの発生時に開弁す
る第２安全弁を隣接して設けたことにより、安全弁構造
を設けるスペースが小さくなる。
【００１０】本発明の請求項２に係る安全弁構造は、請
求項１に記載の安全弁構造において、前記安全弁構造を
所定領域の容器壁の壁厚を他の領域より薄くして形成
し、前記第１安全弁を設ける領域の壁厚を前記第２安全
弁を設ける領域の壁厚よりさらに薄くすることを特徴と
する。本発明では、蓄電素子の容器を構成する容器壁の
壁厚を他の領域より薄くした領域を設けて第２安全弁と
し、そして該領域内に壁厚をさらに薄くした領域を設け
て第１安全弁とする。第１安全弁の領域は第２安全弁の
領域より肉薄となるので、第１安全弁の開弁圧を第２安
全弁より低くすることができる。これにより、簡単な構
成で安全弁構造を形成することができる。
求項１に記載の安全弁構造において、前記安全弁構造を
所定領域の容器壁の壁厚を他の領域より薄くして形成
し、前記第１安全弁を設ける領域の壁厚を前記第２安全
弁を設ける領域の壁厚よりさらに薄くすることを特徴と
する。本発明では、蓄電素子の容器を構成する容器壁の
壁厚を他の領域より薄くした領域を設けて第２安全弁と
し、そして該領域内に壁厚をさらに薄くした領域を設け
て第１安全弁とする。第１安全弁の領域は第２安全弁の
領域より肉薄となるので、第１安全弁の開弁圧を第２安
全弁より低くすることができる。これにより、簡単な構
成で安全弁構造を形成することができる。
【００１１】本発明の請求項３に係る安全弁構造は、請
求項１に記載の安全弁構造において、前記容器は積層フ
ィルムの袋体からなり、前記安全弁構造を所定領域の積
層フィルムの接着強度を他の領域より弱めて形成し、前
記第１安全弁を設ける領域の接着強度を前記第２安全弁
を設ける領域の接着強度よりさらに弱めることを特徴と
する。本発明では、積層フィルム同士の接着強度を他の
部分より弱めた領域を設けて第２安全弁とし、そして該
領域内に接着強度をさらに弱めた領域を設けて第１安全
弁とする。第１安全弁の領域では第２安全弁の領域より
弱く積層フィルム同士が接着されるので、第１安全弁の
開弁圧を第２安全弁より低くすることができる。これに
より、簡単な構成で安全弁構造を形成することができ
る。
求項１に記載の安全弁構造において、前記容器は積層フ
ィルムの袋体からなり、前記安全弁構造を所定領域の積
層フィルムの接着強度を他の領域より弱めて形成し、前
記第１安全弁を設ける領域の接着強度を前記第２安全弁
を設ける領域の接着強度よりさらに弱めることを特徴と
する。本発明では、積層フィルム同士の接着強度を他の
部分より弱めた領域を設けて第２安全弁とし、そして該
領域内に接着強度をさらに弱めた領域を設けて第１安全
弁とする。第１安全弁の領域では第２安全弁の領域より
弱く積層フィルム同士が接着されるので、第１安全弁の
開弁圧を第２安全弁より低くすることができる。これに
より、簡単な構成で安全弁構造を形成することができ
る。
【００１２】本発明の請求項４に係る蓄電素子は、請求
項１ないし３に記載の安全弁構造を備えることを特徴と
する。本発明では、請求項１ないし３に記載される安全
弁構造を蓄電素子に設けたことにより、蓄電素子内で少
量のガスが発生する場合および大量のガスが発生する場
合のどちらにおいても、蓄電素子の容器の破損を有効に
防止することができる。
項１ないし３に記載の安全弁構造を備えることを特徴と
する。本発明では、請求項１ないし３に記載される安全
弁構造を蓄電素子に設けたことにより、蓄電素子内で少
量のガスが発生する場合および大量のガスが発生する場
合のどちらにおいても、蓄電素子の容器の破損を有効に
防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は本発明の蓄電素子１を
図示する斜視図であり、図２（ａ）は安全弁構造４を備
える容器壁３を裏面より図示する下面図であり、そして
図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
図面に基づいて説明する。図１は本発明の蓄電素子１を
図示する斜視図であり、図２（ａ）は安全弁構造４を備
える容器壁３を裏面より図示する下面図であり、そして
図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００１４】図１に図示する本発明の蓄電素子１は、箱
体からなる容器２中に蓄電要素（図示しない）を封入し
てなる。蓄電素子１には、電池、キャパシタ等が含まれ
特に限定されないが、二次電池が特に好ましい。
体からなる容器２中に蓄電要素（図示しない）を封入し
てなる。蓄電素子１には、電池、キャパシタ等が含まれ
特に限定されないが、二次電池が特に好ましい。
【００１５】容器２の上面の容器壁３には、その中央に
第１安全弁４１および第２安全弁４２からなる安全弁構
造４が設けられている。また安全弁構造４の両側には容
器壁３に設けられた穴６を貫通して外部端子５が突出し
ている。容器２は成形の容易な材料、例えばアルミニウ
ム等の金属または合成樹脂から製造される。
第１安全弁４１および第２安全弁４２からなる安全弁構
造４が設けられている。また安全弁構造４の両側には容
器壁３に設けられた穴６を貫通して外部端子５が突出し
ている。容器２は成形の容易な材料、例えばアルミニウ
ム等の金属または合成樹脂から製造される。
【００１６】次に図２を参照して安全弁構造４の構成を
詳細に説明する。容器壁３の中央には第１安全弁４１が
設けられ、そして第１安全弁４１の周囲を取り囲むよう
に隣接して第１安全弁４１より大きな面積を有する第２
安全弁４２が同軸に設けられている。第１安全弁４１と
第２安全弁４２が隣接して設けられているので、安全弁
構造４は容器壁３上の小さなスペースしか必要としな
い。
詳細に説明する。容器壁３の中央には第１安全弁４１が
設けられ、そして第１安全弁４１の周囲を取り囲むよう
に隣接して第１安全弁４１より大きな面積を有する第２
安全弁４２が同軸に設けられている。第１安全弁４１と
第２安全弁４２が隣接して設けられているので、安全弁
構造４は容器壁３上の小さなスペースしか必要としな
い。
【００１７】安全弁構造４は、容器壁３の壁厚を安全弁
構造４を設ける領域でその他の領域より薄くすることに
よって形成される。このように安全弁構造４の領域で容
器壁３の壁厚を薄くすると、蓄電素子１内でガスが発生
したとき、容器２内圧の上昇により安全弁構造４の領域
で容器壁３が破断して安全弁構造４が開弁する。ここ
で、第１安全弁４１は第２安全弁４２より開弁圧を低く
するので、第１安全弁４１は、第２安全弁４２の領域よ
りもさらに容器壁３の壁厚を薄くして形成される。従っ
て、容器壁３の壁厚は、（安全弁構造を設けない領域）
＞（第２安全弁を設ける領域）＞（第１安全弁を設ける
領域）の順となる。容器壁３の壁厚を変化させることに
より、安全弁構造４の開弁圧は任意に変化させることが
できる。
構造４を設ける領域でその他の領域より薄くすることに
よって形成される。このように安全弁構造４の領域で容
器壁３の壁厚を薄くすると、蓄電素子１内でガスが発生
したとき、容器２内圧の上昇により安全弁構造４の領域
で容器壁３が破断して安全弁構造４が開弁する。ここ
で、第１安全弁４１は第２安全弁４２より開弁圧を低く
するので、第１安全弁４１は、第２安全弁４２の領域よ
りもさらに容器壁３の壁厚を薄くして形成される。従っ
て、容器壁３の壁厚は、（安全弁構造を設けない領域）
＞（第２安全弁を設ける領域）＞（第１安全弁を設ける
領域）の順となる。容器壁３の壁厚を変化させることに
より、安全弁構造４の開弁圧は任意に変化させることが
できる。
【００１８】第１安全弁４１は、容器２内で発生したガ
スを出きるだけ早く排気し、そして安全弁を通して容器
２内に空気が侵入しないために、開弁圧は低く、そして
開口面積は小さく形成される。一方、第２安全弁４２
は、多量で急激に発生したガスを排気するために、開弁
圧は高く、そして開口面積は大きく形成される。しかし
ながら、第１安全弁４１および第２安全弁４２の開弁圧
は共に少なくとも容器２が耐えることができる最大の圧
力未満でなければならず、また第２安全弁４２の開弁圧
を第１安全弁４１の開弁圧より高くして、必ず第１安全
弁４１が開弁した後に第２安全弁４２が開弁するように
しなければならない。開弁圧および開口面積の目安とし
ては、７Ａｈの電池の場合、第１安全弁４１について開
弁圧２ｋｇ／ｃｍ2および開口面積２φ、また第２安全
弁４２について開弁圧８〜１０ｋｇ／ｃｍ2および開口
面積６φである。
スを出きるだけ早く排気し、そして安全弁を通して容器
２内に空気が侵入しないために、開弁圧は低く、そして
開口面積は小さく形成される。一方、第２安全弁４２
は、多量で急激に発生したガスを排気するために、開弁
圧は高く、そして開口面積は大きく形成される。しかし
ながら、第１安全弁４１および第２安全弁４２の開弁圧
は共に少なくとも容器２が耐えることができる最大の圧
力未満でなければならず、また第２安全弁４２の開弁圧
を第１安全弁４１の開弁圧より高くして、必ず第１安全
弁４１が開弁した後に第２安全弁４２が開弁するように
しなければならない。開弁圧および開口面積の目安とし
ては、７Ａｈの電池の場合、第１安全弁４１について開
弁圧２ｋｇ／ｃｍ2および開口面積２φ、また第２安全
弁４２について開弁圧８〜１０ｋｇ／ｃｍ2および開口
面積６φである。
【００１９】容器２がアルミニウム等の金属から製造さ
れる場合、安全弁構造４は例えば、第１安全弁４１およ
び第２安全弁４１の領域で容器壁３の壁厚が薄くなるよ
うにプレス加工して形成される。安全弁構造４の形成は
研削加工等によっても行うことができ、また容器２が合
成樹脂から製造される場合には、安全弁構造４の領域の
壁厚が予め薄くなるよう容器壁３を成形することもでき
る。
れる場合、安全弁構造４は例えば、第１安全弁４１およ
び第２安全弁４１の領域で容器壁３の壁厚が薄くなるよ
うにプレス加工して形成される。安全弁構造４の形成は
研削加工等によっても行うことができ、また容器２が合
成樹脂から製造される場合には、安全弁構造４の領域の
壁厚が予め薄くなるよう容器壁３を成形することもでき
る。
【００２０】図３は本発明の蓄電素子１の他の態様を図
示する斜視図であり、図４は図３の蓄電素子１における
積層フィルム７の接着状態を図示する模式図であり、そ
して図５は安全弁構造４部分の接着状態を拡大して図示
する模式図である。
示する斜視図であり、図４は図３の蓄電素子１における
積層フィルム７の接着状態を図示する模式図であり、そ
して図５は安全弁構造４部分の接着状態を拡大して図示
する模式図である。
【００２１】図３に図示する本発明の蓄電素子１は、二
葉の積層フィルム７を重ね合わせてその縁部を接着して
なる袋体を容器２とし、そして容器２内に蓄電要素（図
示しない）を封入してなる。容器２の縁部の一辺の中央
には第１安全弁４１および第２安全弁４２からなる安全
弁構造４が設けられている。また安全弁構造４の両側に
は積層フィルム７の接着部の間から外部端子５が突出し
ている。
葉の積層フィルム７を重ね合わせてその縁部を接着して
なる袋体を容器２とし、そして容器２内に蓄電要素（図
示しない）を封入してなる。容器２の縁部の一辺の中央
には第１安全弁４１および第２安全弁４２からなる安全
弁構造４が設けられている。また安全弁構造４の両側に
は積層フィルム７の接着部の間から外部端子５が突出し
ている。
【００２２】積層フィルム７は一般に、バリヤ層と、バ
リヤ層の内側面に設けられる接着層と、バリヤ層の外側
面に設けられる保護層からなる。なお内側面とは、蓄電
素子１の内側となる積層フィルム７の面を意味し、また
外側となる面を外側面と呼ぶ。
リヤ層の内側面に設けられる接着層と、バリヤ層の外側
面に設けられる保護層からなる。なお内側面とは、蓄電
素子１の内側となる積層フィルム７の面を意味し、また
外側となる面を外側面と呼ぶ。
【００２３】前記バリヤ層は、積層フィルム７に防水
性、ガス不透過性等を付与する層であって、好ましくは
金属性であり、金属箔、金属蒸着膜、金属スパッタ膜等
を使用することができる。該金属は、アルミニウム、
鉄、銅、ニッケル、チタン、モリブデン、金等の他、ス
テンレス、ハステロイ等の合金、または酸化アルミニウ
ム等の金属酸化物でも良い。加工性に優れたアルミニウ
ムが特に好ましい。
性、ガス不透過性等を付与する層であって、好ましくは
金属性であり、金属箔、金属蒸着膜、金属スパッタ膜等
を使用することができる。該金属は、アルミニウム、
鉄、銅、ニッケル、チタン、モリブデン、金等の他、ス
テンレス、ハステロイ等の合金、または酸化アルミニウ
ム等の金属酸化物でも良い。加工性に優れたアルミニウ
ムが特に好ましい。
【００２４】前記接着層は、積層フィルム７同士を接着
するための層であり、加熱、加圧等により溶融し、溶融
した接着層同士を接触させることにより積層フィルム７
を接着することができる。該接着層は例えば、熱可塑性
樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂、プラスチ
ックアロイ等の樹脂から構成されることができる。これ
らの樹脂は充填剤を含んでも良い。該接着層に使用する
合成樹脂は、溶着性、機械強度等に応じて適宜選択され
得る。特に、強靭で耐衝撃性に優れた合成樹脂が好まし
く、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ン、ポリエステル、ポリアミド等が好ましい。
するための層であり、加熱、加圧等により溶融し、溶融
した接着層同士を接触させることにより積層フィルム７
を接着することができる。該接着層は例えば、熱可塑性
樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂、プラスチ
ックアロイ等の樹脂から構成されることができる。これ
らの樹脂は充填剤を含んでも良い。該接着層に使用する
合成樹脂は、溶着性、機械強度等に応じて適宜選択され
得る。特に、強靭で耐衝撃性に優れた合成樹脂が好まし
く、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ン、ポリエステル、ポリアミド等が好ましい。
【００２５】前記保護層は、積層フィルム７に耐薬品
性、耐摩擦性等を付与する層である。その材料として
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリオレフィ
ン、アイオノマー、非晶性ポリオレフィン、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリアミド等の樹脂を挙げることが
できる。
性、耐摩擦性等を付与する層である。その材料として
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリオレフィ
ン、アイオノマー、非晶性ポリオレフィン、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリアミド等の樹脂を挙げることが
できる。
【００２６】上記のような構成の積層フィルム７を接着
層同士が接触するように重ね合わせて、その縁部で積層
フィルム７同士を接着することにより、図３の容器２は
形成される。該接着は例えば、加熱、加圧等により行う
ことができるが、接着剤を用いて行うこともできる。接
着剤を用いて積層フィルム７を接着する場合には、積層
フィルム７が接着層を有する必要はない。
層同士が接触するように重ね合わせて、その縁部で積層
フィルム７同士を接着することにより、図３の容器２は
形成される。該接着は例えば、加熱、加圧等により行う
ことができるが、接着剤を用いて行うこともできる。接
着剤を用いて積層フィルム７を接着する場合には、積層
フィルム７が接着層を有する必要はない。
【００２７】容器２の縁部の一辺の中央には第１安全弁
４１が設けられ、そして第１安全弁４１の左右両側に隣
接して第２安全弁４２が設けられて安全弁構造４を形成
している。第１安全弁４１と第２安全弁４２が隣接して
設けられているので、安全弁構造４は小さなスペースし
か必要としない。
４１が設けられ、そして第１安全弁４１の左右両側に隣
接して第２安全弁４２が設けられて安全弁構造４を形成
している。第１安全弁４１と第２安全弁４２が隣接して
設けられているので、安全弁構造４は小さなスペースし
か必要としない。
【００２８】図３の安全弁構造４は、積層フィルム７同
士の接着強度を安全弁構造４を設ける領域でその他の領
域より弱めることによって形成される。このように安全
弁構造４の領域で積層フィルム７同士の接着強度を弱め
ると、蓄電素子１内でガスが発生したとき、容器２内圧
の上昇により安全弁構造４の領域で積層フィルム７同士
の接着が解除されて安全弁構造４が開弁する。ここで、
第１安全弁４１は第２安全弁４２より開弁圧を低くする
ので、第１安全弁４１の領域は、第２安全弁４２の領域
よりもさらに積層フィルム７同士の接着強度が弱められ
ている。従って、積層フィルム７同士の接着強度は、
（安全弁構造を設けない領域）＞（第２安全弁を設ける
領域）＞（第１安全弁を設ける領域）の順となる。積層
フィルム７同士の接着強度を変化させることにより、安
全弁構造４の開弁圧は任意に変化させることができる。
士の接着強度を安全弁構造４を設ける領域でその他の領
域より弱めることによって形成される。このように安全
弁構造４の領域で積層フィルム７同士の接着強度を弱め
ると、蓄電素子１内でガスが発生したとき、容器２内圧
の上昇により安全弁構造４の領域で積層フィルム７同士
の接着が解除されて安全弁構造４が開弁する。ここで、
第１安全弁４１は第２安全弁４２より開弁圧を低くする
ので、第１安全弁４１の領域は、第２安全弁４２の領域
よりもさらに積層フィルム７同士の接着強度が弱められ
ている。従って、積層フィルム７同士の接着強度は、
（安全弁構造を設けない領域）＞（第２安全弁を設ける
領域）＞（第１安全弁を設ける領域）の順となる。積層
フィルム７同士の接着強度を変化させることにより、安
全弁構造４の開弁圧は任意に変化させることができる。
【００２９】図３の蓄電素子１に設ける第１安全弁４１
および第２安全弁４２についての開口面積（開口長さ）
および開弁圧の条件は、図１の蓄電素子１に設けるもの
と同じである。即ち、第１安全弁４１の開弁圧は低く、
そして開口面積は小さく形成され、そして第２安全弁４
２の開弁圧は高く、そして開口面積は大きく形成され
る。また第１安全弁４１および第２安全弁４２の開弁圧
は共に少なくとも容器２が耐えることができる最大の圧
力未満であり、そして第２安全弁４２の開弁圧は第１安
全弁４１の開弁圧より高く、必ず第１安全弁４１が開弁
した後に第２安全弁４２が開弁するように形成される。
および第２安全弁４２についての開口面積（開口長さ）
および開弁圧の条件は、図１の蓄電素子１に設けるもの
と同じである。即ち、第１安全弁４１の開弁圧は低く、
そして開口面積は小さく形成され、そして第２安全弁４
２の開弁圧は高く、そして開口面積は大きく形成され
る。また第１安全弁４１および第２安全弁４２の開弁圧
は共に少なくとも容器２が耐えることができる最大の圧
力未満であり、そして第２安全弁４２の開弁圧は第１安
全弁４１の開弁圧より高く、必ず第１安全弁４１が開弁
した後に第２安全弁４２が開弁するように形成される。
【００３０】図３の安全弁構造４は、積層フィルム７同
士の接着強度を安全弁構造４を設ける領域で他の領域よ
りも弱めて形成される。接着強度を弱める手段として
は、接着温度および接着圧力を低下させること、接着を
行う時間を短縮すること等が挙げられる。また図５
（ａ）に図示するように、第２安全弁４２を設ける領域
で安全弁構造４を設けない領域よりも接着を行う幅を狭
め、そして第１安全弁４１を設ける領域で第２安全弁を
設ける領域よりもさらに接着を行う幅を狭めることによ
り接着強度を変化させ、安全弁構造４を形成することも
できる。また図５（ａ）のように接着の幅を変化させる
のではなく、安全弁構造４の領域ではスポット状に接着
を行い、接着スポットの大きさおよび／または密度を変
化させることによっても、接着強度を変化させて安全弁
構造４を形成することができる。但し、安全弁構造４に
対してスポット状の接着を行うときには、安全弁構造４
が開弁する前に蓄電素子を完全に密封するために、安全
弁構造４の領域に少なくとも積層フィルム７の縁部の全
体に延在する接着部分を設けるべきである。さらに、積
層フィルム７同士の接着を接着剤を用いて行う場合に
は、第１安全弁４１を設ける領域と第２安全弁を設ける
領域とで用いる接着剤の種類を変更して接着強度を変化
させて、安全弁構造４を形成することもできる。
士の接着強度を安全弁構造４を設ける領域で他の領域よ
りも弱めて形成される。接着強度を弱める手段として
は、接着温度および接着圧力を低下させること、接着を
行う時間を短縮すること等が挙げられる。また図５
（ａ）に図示するように、第２安全弁４２を設ける領域
で安全弁構造４を設けない領域よりも接着を行う幅を狭
め、そして第１安全弁４１を設ける領域で第２安全弁を
設ける領域よりもさらに接着を行う幅を狭めることによ
り接着強度を変化させ、安全弁構造４を形成することも
できる。また図５（ａ）のように接着の幅を変化させる
のではなく、安全弁構造４の領域ではスポット状に接着
を行い、接着スポットの大きさおよび／または密度を変
化させることによっても、接着強度を変化させて安全弁
構造４を形成することができる。但し、安全弁構造４に
対してスポット状の接着を行うときには、安全弁構造４
が開弁する前に蓄電素子を完全に密封するために、安全
弁構造４の領域に少なくとも積層フィルム７の縁部の全
体に延在する接着部分を設けるべきである。さらに、積
層フィルム７同士の接着を接着剤を用いて行う場合に
は、第１安全弁４１を設ける領域と第２安全弁を設ける
領域とで用いる接着剤の種類を変更して接着強度を変化
させて、安全弁構造４を形成することもできる。
【００３１】図５（ｂ）に図示する安全弁構造４は、安
全弁構造４の領域で、接着部分の形状が容器２の内側か
ら外側に向けて先細りとなっている。このような形状に
積層フィルム７を接着して安全弁構造４を形成すると、
容器２内で発生したガスが安全弁構造４の領域に集中し
て、第１安全弁４１および第２安全弁４２を確実に開弁
することができ、より有効な安全弁構造４とすることが
できる。
全弁構造４の領域で、接着部分の形状が容器２の内側か
ら外側に向けて先細りとなっている。このような形状に
積層フィルム７を接着して安全弁構造４を形成すると、
容器２内で発生したガスが安全弁構造４の領域に集中し
て、第１安全弁４１および第２安全弁４２を確実に開弁
することができ、より有効な安全弁構造４とすることが
できる。
【００３２】
【発明の効果】本発明の安全弁構造は、第１安全弁およ
び第２安全弁から構成されて、蓄電素子内で少量のガス
が発生した場合および大量のガスが発生した場合のいず
れにも対処でき、しかも第１安全弁と隣接して第２安全
弁が設けられているため、安全弁構造を設けるスペース
を小さくすることができ、蓄電素子の搭載にも悪影響を
及ぼさない。さらに、安全弁構造を形成する方法は非常
に簡単であり、蓄電素子の製造費用を削減することがで
きる。
び第２安全弁から構成されて、蓄電素子内で少量のガス
が発生した場合および大量のガスが発生した場合のいず
れにも対処でき、しかも第１安全弁と隣接して第２安全
弁が設けられているため、安全弁構造を設けるスペース
を小さくすることができ、蓄電素子の搭載にも悪影響を
及ぼさない。さらに、安全弁構造を形成する方法は非常
に簡単であり、蓄電素子の製造費用を削減することがで
きる。
【図１】 図１は、本発明の安全弁構造を備えた蓄電素
子を図示する斜視図である。
子を図示する斜視図である。
【図２】 図２（ａ）は、安全弁構造を備える容器壁を
図示する下面図であり、また図２（ｂ）は図２（ａ）の
Ｂ−Ｂ線断面図である。
図示する下面図であり、また図２（ｂ）は図２（ａ）の
Ｂ−Ｂ線断面図である。
【図３】 図３は、本発明の安全弁構造を備えた蓄電素
子の他の態様を図示する斜視図である。
子の他の態様を図示する斜視図である。
【図４】 図４は、図３の蓄電素子における積層フィル
ムの接着状態を図示する模式図である。
ムの接着状態を図示する模式図である。
【図５】 図５（ａ）および（ｂ）は、安全弁構造部分
の接着状態を拡大して図示する模式図である。
の接着状態を拡大して図示する模式図である。
１ 蓄電素子
２ 容器
３ 容器壁
４ 安全弁構造
４１ 第１安全弁
４２ 第２安全弁
５ 外部端子
６ 穴
７ 積層フィルム
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H011 AA13 CC02 CC06 CC10 DD01
DD05 DD13 KK01 KK04
5H012 AA03 BB01 BB04 DD01 DD05
DD11 DD17 EE01 FF01 GG01
JJ02 JJ10
Claims (4)
- 【請求項１】 蓄電素子の容器に設ける安全弁構造であ
って、開弁圧が低く、開口面積が小さい第１安全弁と、
開弁圧が高く、開口面積が大きい第２安全弁とからな
り、該第１安全弁の周囲にそれを囲繞するように該第２
安全弁を設けることを特徴とする安全弁構造。 - 【請求項２】 前記安全弁構造を所定領域の容器壁の壁
厚を他の領域より薄くして形成し、前記第１安全弁を設
ける領域の壁厚を前記第２安全弁を設ける領域の壁厚よ
りさらに薄くすることを特徴とする、請求項１記載の安
全弁構造。 - 【請求項３】 前記容器は積層フィルムの袋体からな
り、前記安全弁構造を所定領域の積層フィルムの接着強
度を他の領域より弱めて形成し、前記第１安全弁を設け
る領域の接着強度を前記第２安全弁を設ける領域の接着
強度よりさらに弱めることを特徴とする、請求項１記載
の安全弁構造。 - 【請求項４】 請求項１ないし３に記載の安全弁構造を
備えることを特徴とする蓄電素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002096669A JP2003297324A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 蓄電素子の安全弁構造および蓄電素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002096669A JP2003297324A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 蓄電素子の安全弁構造および蓄電素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003297324A true JP2003297324A (ja) | 2003-10-17 |
Family
ID=29387501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002096669A Pending JP2003297324A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 蓄電素子の安全弁構造および蓄電素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003297324A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101254830B1 (ko) | 2006-05-08 | 2013-04-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 각형 이차전지 |
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-
2002
- 2002-03-29 JP JP2002096669A patent/JP2003297324A/ja active Pending
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