JPH02284349A - 有機電解質電池 - Google Patents

有機電解質電池

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JPH02284349A
JPH02284349A JP1104901A JP10490189A JPH02284349A JP H02284349 A JPH02284349 A JP H02284349A JP 1104901 A JP1104901 A JP 1104901A JP 10490189 A JP10490189 A JP 10490189A JP H02284349 A JPH02284349 A JP H02284349A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
heat
lower case
valve body
electrolyte battery
Prior art date
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Pending
Application number
JP1104901A
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English (en)
Inventor
Fumio Oo
大尾 文夫
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP1104901A priority Critical patent/JPH02284349A/ja
Publication of JPH02284349A publication Critical patent/JPH02284349A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、負極活物質としてリチウム等の軽金属を用い
て構成される有機電解質電池に関するものである。
従来の技術 リチウム、ナトリウムなどの軽金属を負極活物質として
用いる有機電解質電池は、高電圧、高エネルギー密度、
長期信頼性の点において優れ、昨今、その需要はメモリ
ーバックアップ用電源、あるいはカメラ用電源などの電
源としてその需要を増大しつつある。しかしながらこの
種の用途に使用される上において、電池構成上、長期に
渡って安定した密閉性、気密性が要求され、極めて気密
性の高い封口がなされていた。このため、内部。
外部短絡あるいは漏れ電流などによる充電が行なわれた
場合、電池内部にガスが発生し、電池内圧が異常に上昇
した場合は電池が破裂し、極めて危険性の高いものであ
った。
このため、従来においては下記(1)、(2)に示すよ
うな対策が行なわれていた。
(1)第5図に示すように、電池容器1の一部に環状の
肉薄部1aを設け、内圧が上昇して危険な状態に達する
前に、前記電池容器1の肉薄部1aが破裂して電池内の
ガスを外部に飛散させる。
(2)  電池の組立封口板の中に、封止部材として肉
薄な金属薄板、合成樹脂あるいは合成ゴムの薄板あるい
は、金属薄板と合成樹脂、合成ゴムのフィルムを貼り合
わせたラミネートフィルムを配置し、内圧上昇時に、膨
張した薄板を尖鋭な破壊突起で破壊して電池内のガスを
外部へ逃がす。
発明が解決しようとする課題 しかし上記(1)の場合、このような構造では鉄製電池
容器1に肉薄部1aを形成させる場合、加工上の精度か
ら、肉薄部1aの肉厚は0.08〜0.15m+程度ま
でしか薄く加工できないのが実状であり、この場合の電
池の内圧は50〜70 kg / crlの高圧に達し
ないと防爆機能が作動しないという欠点があった。上記
(2)の場合にあっては合成ゴム、合成樹脂などの弾性
体の薄板を使用する構造の場合、低圧作動性を翼現化す
るにはその厚みを0.1〜0.3閣程度にする必要があ
り、この場合、合成ゴム、合成樹脂が大気中の水分を極
めて容易に透過しやすく、特に水分をきらう有機電解質
電池においては不適当であり、防爆の動作性においても
、極めて弾性に富む特徴を有しているため、作動圧が一
定しないという面もある。また水分透過性の少ないもの
としては、金属薄板が理想的であるが、低圧動作性を考
慮するとその厚みが数μmのオーダーにする必要があり
、このような薄板を、組立封口板肉にカシメ方法で挿着
固定することは、気密封口性の点において困難であった
金属薄板と合成樹脂1合成ゴムのフィルムを貼り合わせ
たラミネート材を使用した場合にあっては金属薄板2合
成樹脂1合成ゴムフィルムを単独で使用した場合のよう
な問題点は軽減されるが防爆機能の点において合成樹脂
2合成ゴムの厚みがより薄くなり伸びが太き(なるため
破損まで時間がかかりかえって破損圧を高めたり破損圧
のバラツキの大きなものになっていた。また気密封口性
の点においても十分なものではながった。
課題を解決するための手段 本発明は、上記問題点を耐食性のアルミニウム、ステン
レス鋼、ニッケルのいずれがよりなる金属、あるいはそ
れらとの合金からなる金属薄板を、フィルム表面に ■ あらかじめミシン目のような切れ目を設けた熱溶着
性フィルムと貼り合わせたものを弁孔を常時閉塞する弁
として組立封口板肉に熱接着したものである。
■ 組立封口板の熱溶着性フィルムの当接部を除いた部
分に適当な形状をした欠損部を設けた熱溶着性フィルム
と貼り合わせたものを弁孔を常時閉塞する弁として組立
封口板肉に熱接着したものである。
■ 熱溶着フィルムの厚みより小さな粒径を有した添加
剤を配合した熱溶着性フィルムと貼り合わせたものを弁
孔を常時閉塞する弁として組立封口板肉に熱接着したも
のである。
作用 これらの構成による組立封口板を使用することにより、
電池内圧が上昇した場合でも、低圧において作動弁が破
壊し、また、耐有機電解液性接着組成物を使用して熱溶
着をしているため長期に渡って気密封口性が維持でき、
耐漏液性にも優れ、電池特性の安定した電池を提供でき
るものである。
実施例 以下、本発明の実施例を図を参照して説明する。
第1図は本発明の組立封口板を用いた円筒形リチウム電
池を示し、図において、Aは発電要素群であり、正極は
フッ化炭素、二酸化マンガン、酸化鋼、硫化鉄、酸化モ
リブデン等を主材として、これに導電材、結着剤を加え
たものからなる。負極としては金属リチウムあるいはマ
イクロポーラスフィルムからなるセパレータ材(図示せ
ず)を介して渦巻状に構成したものである。この要素群
に電解液として、1.2−ジメトキシエタン、ジオキソ
ラン、γ−ブチロラクトン等の溶媒を単一あるいは混合
系として使用し、これに溶質としてL i BF4.L
 i Ce04等を溶解させたものを電解液として含浸
させている。1は前記極板群の負極活物質である金属リ
チウムの集電体リード2をスポット溶接により、その内
面部に溶接した電池容器で、したがって負極端子を兼ね
る。その材質としでは0.3閣程度の耐有機電解質性ス
テンレス鋼あるいは耐融メツキを施した鉄ケースが好ま
しい。Bは金属薄板4aと本発明による熱溶着性フィル
ム4bを貼り合わせた構成の弁体4を内部に配した組立
封口板である。その構成は、弁孔3aを2段目の水平部
3bの内底面中央に穿ち、1段目の水平部3Cには、本
発明の弁体4を熱接着により金属薄板4aが上面になる
ように溶着した下ケース3と、ガス抜き孔5aを凸状部
5bに有し、その周縁部5cをフラットに成形加工した
キャップ5を、前記下ケース3の開口部3dを内方に金
型で折曲て、キャップの周縁部と弁体4の金属面を機械
的にカシメ固定したものである。下ケース3の材質は厚
みが0.3m程度の耐有機電解質性ステンレス鋼よりな
り、キャップ5はその厚みが0.3−程度の耐融ニッケ
ルメッキを施した鉄材よりなる。弁体4の構成は、第2
図に示すようにその厚みが20〜30μmのアルミニウ
ム4a (J l54160相当品)と、厚みが30〜
50μmの耐電解液、金属接着性に優れる熱接着組成物
からなる本発明の熱溶着性フィルム4bの貼り合わせ材
であって、フィルム4bの材質としては、ポリエチレン
、ポリプロピレン等の耐薬品性に優れたポリオレフィン
系樹脂である。アルミニウム4aと、熱溶着性フィルム
4bはホットローラーあるいは静電気等により熱接着、
静電気圧着させて貼り合わせて一体化している。次にこ
の封口板Bの下ケース3の底面には、前記極板群Aの正
極活物質からの集電リード6がスポット溶接により一体
化されており、従って封口板Bは正極端子を兼ねる。ま
たこのような弁体を備えた組立封口板Bは発電要素群A
を内蔵した金属ケース1の開口部1bに、低透湿性、耐
電解液性のポリ塩化ビニリデンと、高抗張力を有するポ
リプロピレンよりなる絶縁バッキング7を介して気密的
に封口されている。次に弁体4の熱溶着性フィルム4b
の詳細な構成を述べる。第3図は帯状の熱溶着性フィル
ム4bにあらかじめミシン目状の切れ目8を一様に設け
たものであり、この帯状の熱溶着性フィルムを金属薄板
4aにラミネートしたものを円形状に打抜いて使用する
ものである。第4図は帯状の熱溶着性フィルム4bに、
下ケースの1段目の水平部内に当接する部分4cを除い
て適当な欠損部9を設けるようにした熱溶着性フィルム
を金属薄板4aにラミネートしたものを円形状に打抜い
て使用するものの例である。あるいは熱溶着性フィルム
の厚みより小さな粒径を有した耐有機溶剤性の添加剤、
例えばマレイン酸、ステアリン酸、セバシン酸などの有
機酸、あるいはこれ等の塩類からなるものをポリオレフ
ィン樹脂に対し3〜10wt%添加したものを熱溶着性
フィルムとして金属薄板にラミネートしたものを所定の
形状に打抜き加工して用いるものである。次に本発明の
効果について、それぞれの熱溶着性フィルム4bを、厚
みが30μ±5μのアルミニウム(JIS4160相当
品)金属薄板4aにラミネートしたものを弁体4として
用い、封口板Bを構成し電池を構成せずにその破損圧を
各々100個測定した。測定方法としては封口板の外径
15.0m、高さ4.0m+、弁孔3.Ow*、弁体の
受圧面積0.3cnf一定とし、弁孔にボンベより空気
を送り込んで圧力を上昇させて破損した時の圧力を測定
比較した結果を表1に示す。なお熱溶着性樹脂素材とし
ては、厚みが50μ±5μのポリエチレンをベースにし
たものを用いた。
(以 下 余 白) 金属薄板として、他の金属材料、例えば厚みが5〜10
μのニッケル、厚みが8〜11μのステンレス(SUS
430.3(1)でも表1と同様の結果を示した。また
本発明品(I[[)で粒径が50μm以下、好ましくは
30μのステアリン酸を5wt%添加したものを示した
が前述した他の有機酸、あ\ るいはその塩類であれば3〜10wt%の添加量であれ
ば表1と同様の結果を示すものである。
発明の効果 以上から明らかなように本発明によって構成された弁体
を使用したものは破損圧においてバラツキの少ないもの
が得られ、破損圧の平均値も低(なる。このことは電池
内圧が上昇した時に弁体の熱溶着性樹脂フィルムに設け
たミシン目等の切れ目が一様に存在すること、あるいは
熱溶着性樹脂フィルムに設けた欠損部が存在することに
より比較的伸びの小さいアルミニウムなどの金属薄板に
直接内圧が負荷されるためバラツキの小さな平均値の低
い破損圧を示現できるものである。また熱溶着性樹脂中
にその粒径がフィルムより小さな有機酸などの添加剤を
所定量加えることによって、その接着強度には影響を及
ぼさずに樹脂フィルムの伸びを小さ(することができる
ためである。
従って本発明による弁体を用いたものを安全性。
信頼性に優れる有機電解質電池を提供できるものである
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による熱溶着性樹脂フィルムを用いた弁
体を備えた封口板を使用した電池の断面図、第2図は弁
体の構成を示す断面略図、第3図、第4図は本発明の熱
溶着性樹脂フィルムの状態を説明する金属薄板にラミネ
ートする以前の帯状状態での説明図、第5図は従来の安
全弁装置を備えた電池の断面図である。 1・・・・・・電池容器、2.6・・・・・・リード片
、3・・・・・・下ケース、4・・・・・・弁体、4a
・・・・・・金属薄板、4b・・・・・・熱溶着性樹脂
フィルム、5・・・・・・キャップ、7・・・・・・絶
縁バッキング、8・・・・・・切れ目、9・・・・・・
欠損部。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名第 図 1・−′1j浬寥暴 3−−一王γ−ス 4b・−・摩さイ【看稚フィルム 定電t1詳 第 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)有機溶媒を電解液として用い、組立封口板の下ケ
    ースの内底面に弁孔を有し、かつこの弁孔を封口板の内
    側から閉塞する弁体を内蔵した有機電解質電池であって
    、上記弁孔を常時閉塞する弁体として、あらかじめ切り
    込み部を設けたポリオレフィン系の樹脂からなる熱溶着
    性フィルムと金属薄板とを貼り合わせたものを用い、上
    記弁体は下ケース内底面に熱接着され、ガス抜き孔を有
    するキャップを介して下ケースの開口端部を折り曲げて
    カシメ固定されている有機電解質電池。
  2. (2)請求項1記載の有機電解質電池であって、弁孔を
    常時閉塞する弁体として、あらかじめ下ケース内底面に
    当接する部分を除いて適当な形状をした欠損部を設けた
    ポリオレフィン系の樹脂からなる熱溶着性フィルムと金
    属薄板とを貼り合わせたものを用い、上記弁体は下ケー
    ス内底面に熱接着され、ガス抜き孔を有するキャップを
    介して下ケースの開口端部を折り曲げてカシメ固定され
    ている有機電解質電池。
  3. (3)請求項1記載の有機電解質電池であって、弁孔を
    常時閉塞する弁体として、その粒径が熱溶着性フィルム
    の厚みより小とした耐有機溶剤性の添加剤を含有したポ
    リオレフィン系の熱溶着性フィルムと金属薄板とを貼り
    合わせたものを用い、上記弁体は下ケースの内底面に熱
    接着されガス抜き孔を有するキャップを介して下ケース
    の開口端部を折り曲げてカシメ固定されている有機電解
    質電池。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1998056052A1 (fr) * 1997-06-05 1998-12-10 Toyo Kohan Co., Ltd. Plaque de fermeture etanche pour pile dotee d'un film protecteur et pile fermee a l'aide de ladite plaque
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CN112615091A (zh) * 2020-12-30 2021-04-06 武汉富航精密工业有限公司 二次电池顶盖组件的注塑装配方法及顶盖组件

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