JPH06140010A - 小型密閉電池 - Google Patents

小型密閉電池

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JPH06140010A
JPH06140010A JP4292393A JP29239392A JPH06140010A JP H06140010 A JPH06140010 A JP H06140010A JP 4292393 A JP4292393 A JP 4292393A JP 29239392 A JP29239392 A JP 29239392A JP H06140010 A JPH06140010 A JP H06140010A
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文晴 阪下
Ryoji Tsuboi
良二 坪井
Osamu Takahashi
収 高橋
Yasuhiro Takeuchi
康弘 竹内
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/317Re-sealable arrangements
    • H01M50/325Re-sealable arrangements comprising deformable valve members, e.g. elastic or flexible valve members
    • 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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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種電気機器の電源に使用される小型密閉電
池において、火中などの高熱下でも電池内の高圧ガスを
速やかに外部へ排気させ、電池の安全性を確保すること
を目的とする。 【構成】 ケース2の開口上縁部を閉塞する蓋板3にキ
ャップ状端子1を設けたものであり、キャップ状端子1
の内部には弾性弁体5が収納されている。このキャップ
状端子1の有頭角柱状頭部の側面部には底辺の幅a、高
さcで排気孔1aを設け、その幅aと頭部内空間部の縦
断面Bの底辺bとの比(a/b)が50%以上、縦断面
Bの面積SBと排気孔面積SAとの比(SA/SB)が
15%以上として、この排気孔を2箇所以上設けること
により、高熱下でも優れた排気能力が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属製容器内に電池要
素を収納し、容器を閉塞する蓋板に排気機構を設けた小
型密閉電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電気機器の小型化、ポータブル化
に伴い、その主電源およびバックアップ用電源として、
数多くの種類の電池が多用されており、とくに小型密閉
電池が広く使用されている。
【0003】小型密閉電池のなかではキャップ状端子内
に弾性弁体を圧入した復元式排気機構を備えたものが知
られている。以下に従来の小型密閉電池について説明す
る。
【0004】図6(a)は、従来の角型の小型密閉電池
の外観を示すものである。図6において、1は電池要素
を収納した角型の有底金属製ケース2の開口上縁部を密
封した金属製蓋板3に設けたキャップ状端子である。そ
して金属製蓋板3の周辺部は角型の有底金属ケース2の
開口上縁部にレーザービーム等で溶接されて有底金属ケ
ース2を密封している。この蓋板3の詳細を図6(b)
に示す。キャップ状端子1は図6(c)に示すように、
その側部をわずかに切り欠いて排気孔1aが設けられて
おり、下端の拡大鍔部1bは中空リベット4の上縁部4
aにスポット溶接されている。上記中空リベット4はそ
の上縁部4aとキャップ状端子1とで形成される空間に
合成ゴム製の弾性弁体5を加圧状態で収納し、かつ中央
の貫通孔4bの一部をなす下端部4cを外側に拡大して
上縁部4aとの間でかしめ止めして、合成樹脂製ガスケ
ット6を介して金属製蓋板3とワッシャ7を挟着してい
る。そしてワッシャ7の下端は下方に折り曲げられ、そ
の先端部分に電池要素の正極リードの先端をスポット溶
接している。
【0005】以上図6に示す小型密閉電池は、正極活物
質としてニッケル酸化物またはマンガン酸化物、負極活
物質としてカドミウムや水素、亜鉛、鉄等を用いるアル
カリ蓄電池で構成されることが多い。このようなアルカ
リ蓄電池は充電器の故障による過大充電電流の流入や、
転極を伴うような過放電、また火中などへの投入に起因
した高熱により、電池内で多量のガスが発生する。この
多量のガスを電池外へ速やかに排出する排気機構が安全
性を確保する上で重要な位置をしめるものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、キャップ状端子に設けられた排気孔が小さ
いために火中などの高熱下では合成ゴム製の弾性弁体が
急激に溶融して排気孔を塞いでしまい、電池内の高圧ガ
スが十分に排気できないという問題点を有していた。
【0007】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、火中などの高熱下においても電池内の高圧ガスを速
やかに排気させ、安全性を確保しうる小型密閉電池を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、キャップ状端子の有頭角柱状頭部の側面部
に2箇所以上排気孔を設け、この排気孔は側面底部での
幅a、高さcで切り欠き状とし、その幅aと頭部内空間
部の底辺b、高さhで決る縦断面Bの底辺bとの比(a
/b)が50%以上、断面Bの面積SBと排気孔面積S
Aの比(SA/SB)が15%以上としたものである。
【0009】
【作用】この構成によって、誤まった投入による火中な
どの高熱下でも、急激に溶融した弾性弁体でキャップ状
端子側面の排気孔を塞ぐことなく、電池内の高圧ガスを
速やかに排気孔から排気することにより優れた排気能力
を得ることができる。
【0010】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。
【0011】図1(a)は本発明の実施例における角型
の小型密閉電池の外観を示し、同(b)はキャップ状端
子1の拡大上面部、同(c)はキャップ状端子1の拡大
側面図を示す。図1(c)において、1aはキャップ状
端子1に設けた排気孔である。なおこの排気孔1aは図
2に示すように拡大鍔部1b側の側面部に設けてもよ
い。この排気孔1aは、キャップ状端子1の有頭角柱状
頭部側面の底辺での切り幅aを底辺とする高さcの二等
辺三角形状であり前記キャップ状端子側面部に対面状態
で2箇所設けられている。
【0012】図3において(a)は排気孔面積Aを、
(b)はキャップ状端子の頭部内空間部の縦断面Bをそ
れぞれ示す。またaは排気孔の切り幅、cはその高さ、
bは底辺、hは内高さである。ここで排気孔1aは、排
気孔の切り幅aと頭部内空間部の縦断面Bの底辺bとの
比(a/b)が50%以上、断面Bの面積SBと排気孔
の面積SAとの比(SA/SB)が15%以上の大きさ
を有している。
【0013】図4(a)はこのキャップ状端子を備えた
蓋板3の要部断面図、(b)は(a)の線A−Aに沿っ
た断面図である。図4に示した弾性弁体5は通常クロロ
プレンゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム等の汎用
性ゴムで形成されていて、その上面形状は四角形であ
り、その対向する一対の側縁にフランジ5aが設けられ
ている。弾性弁体5はフランジ5aがキャップ状端子1
の排気孔1aが設けられた側面の前記排気孔1aよりも
上部に接するようにキャップ状端子1の頭部内に圧縮状
体で収納されている。またキャップ状端子1の前記有頭
角柱状頭部および弾性弁体5の中心は中空リベット4の
貫通孔4bの中心の鉛直線上に位置するように構成され
ている。
【0014】なおその他の部品の構成は、図6に示した
従来例と同様である。以上のような構成の角型の小型密
閉電池においては、充電器の故障による過大充電電流の
流入や、転極を伴うような過放電などにより、電池内圧
が上昇した場合、高圧ガスが弾性弁体を下側から押し上
げ、キャップ状端子の排気孔1aから外部へ排出され
る。また火中などの高熱下で弾性弁体が急激に溶融し
て、これが内部のガスとともに排気孔より流出するよう
な場合においても、排気孔が溶けた弾性弁体によって塞
がれるようなことはなく、ガスを十分に外部へ排出する
ことができる。
【0015】なお、排気孔1aの形状は三角形の他、図
5に示すような(a)半円形、(b)台形、(c)矩形
の形状でも同様の効果が得られる。
【0016】(表1)に、幅が17mm、高さが48mm、
厚みが6mmで、内容積が3.5cm3、容量が500mA
hの角型ニッケル水素蓄電池におけるキャップ状端子
(底辺bが3mm、内高さhが1.5mm)と排気孔の切り
幅a、高さcおよび面積SAを示す。W,X,Y,Zは
図1に示す実施例の排気孔1aの幅aと高さcの異なる
キャップ状端子を備えた角型ニッケル水素蓄電池、従来
品は図6に示す従来のキャップ状端子を備えた角型ニッ
ケル水素蓄電池である。
【0017】
【表1】
【0018】上記W,X,Y,Zおよび従来品の30℃
と300℃での排気量の関係を図7に示す。本実験では
各温度下で電池内部に人為的に2MPaの圧力を10秒間
かけたときの外部への総排気量を測定した。
【0019】図7より300℃においては従来品とW,
Xは30℃のときよりも排気が低下する。これは弾性弁
体が溶融しキャップ状端子の排気孔を塞いでしまうから
である。これに対しY,Zは300℃でも排気量の低下
はない。これは弾性弁体が溶融して排気孔側へ流出して
も内部ガスを十分排気できる排気孔の大きさを有してい
るからである。
【0020】また、一般に電池内容積が大きくなるほど
電池容量は大きくなり、また電池容量が大きいほど電池
内圧に対する発生ガス量は多くなる。したがって、排気
孔の大きさも電池内容積や電池容量の大きさにつれて大
きくする必要がある。図7より、排気孔面積は電池内容
積1cm3当たり0.2mm2以上、電池容量100mAh当
たり0.15mm2以上となる。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明は、弾性弁体を内部
に収納する有頭角柱状頭部の両側に拡大鍔部を形成した
キャップ状端子の前記有頭角柱状頭部の側面部に排気孔
を設け、その底部での切り幅aと頭部内空間部の縦断面
Bの底辺bとの比(a/b)が50%以上、縦断面Bの
面積SBと排気孔面積SAとの比(SA/SB)が15
%以上とし、このような排気孔を2箇所以上設けること
により、火中などの高熱下であっても電池内の高圧ガス
を十分に排気しうる安全性に優れた小型密閉電池を実現
できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の実施例における角型の小型密閉
電池の外観斜視図 (b)同キャップ状端子の上面図 (c)同キャップ状端子の側面図
【図2】(a)本発明の他の実施例におけるキャップ状
端子の上面図 (b)同キャップ状端子の側面図
【図3】(a)本発明の実施例におけるキャップ状端子
の排気孔面積を示す図 (b)同キャップ状端子の頭部内空間部の縦断面面積を
示す図
【図4】(a)本発明の実施例における蓋板の要部断面
図 (b)(a)の線A−Aに沿った断面図
【図5】(a)本発明のキャップ状端子の排気孔形状の
変形例1を示す図 (b)同排気孔形状の変形例2を示す図 (c)同排気孔形状の変形例3を示す図
【図6】(a)従来の角型の小型密閉電池の外観斜視図 (b)同蓋板要部の拡大断面図 (c)同キャップ状端子の拡大側面図
【図7】本発明品と従来品の各温度下における排気量の
変化を示す図
【符号の説明】
1 キャップ状端子 1a 排気孔 1b 拡大鍔部 2 ケース 3 蓋板 4 中空リベット 4a 上縁部 4b 中央貫通孔 4c 下端部 5 弾性弁体 5a フランジ 6 ガスケット 7 ワッシャ a 排気孔の切り幅 b 底辺 c 排気孔高さ h 内高
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 康弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弾性弁体を加圧状態で内部に収納する有
    頭角柱状頭部と、前記頭部の両側に設けられ蓋板にかし
    め止めした中空リベットの上縁部と溶接される拡大鍔部
    とからなるキャップ状端子を備え、前記有頭角柱状頭部
    および弾性弁体の中心が中空リベットの貫通孔中心の鉛
    直線上に位置する構成において、前記有頭角柱状頭部の
    側面の2箇所以上には排気孔を設け、この排気孔は前記
    側面の底辺から幅a、高さcで切り欠き状に設けられ、
    その切り幅aと頭部内空間部の底辺bと高さhで決る縦
    断面Bの底辺bとの比(a/b)が50%以上、断面B
    の面積SBと排気孔の面積SAとの比(SA/SB)が
    15%以上である小型密閉電池。
  2. 【請求項2】 排気孔面積SAが電池内容積1cm3当た
    り0.2mm2以上である請求項1記載の小型密閉電池。
  3. 【請求項3】 排気孔面積SAが電池容量100mAh
    当たり0.15mm2以上である請求項1記載の小型密閉
    電池。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07183019A (ja) * 1993-12-22 1995-07-21 Furukawa Battery Co Ltd:The 角形密閉電池
FR2749437A1 (fr) * 1996-05-31 1997-12-05 Samsung Display Devices Co Ltd Capuchon de pile
WO2011131140A1 (en) * 2010-04-23 2011-10-27 Byd Company Limited Explosion-proof device and power battery and battery module comprising the same
WO2012111742A1 (ja) * 2011-02-16 2012-08-23 新神戸電機株式会社 二次電池

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