JPH06163012A - 角型電池 - Google Patents
角型電池Info
- Publication number
- JPH06163012A JPH06163012A JP43A JP31000592A JPH06163012A JP H06163012 A JPH06163012 A JP H06163012A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 31000592 A JP31000592 A JP 31000592A JP H06163012 A JPH06163012 A JP H06163012A
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- JP
- Japan
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- battery
- opening
- explosion
- needle
- metal plate
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
-
- Y—GENERAL 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
- 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
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 内部短絡や外部短絡、または外部より強制的
に加熱された場合等にも、電池の破裂を未然に防ぐこと
のできる安全性の高い角型電池を提供する。 【構成】 上蓋１の一部に開口部４ａを設け、金属薄板
４ｂを溶接して開口部４ａを封止し、開口部４ａの上方
に金属薄板４ｂに対向して突設する針状突起４ｃを設け
た。開口部４ａの厚み、金属薄板４ｂと針状突起４ｃま
での距離を調整することによって作動圧を調節する。
に加熱された場合等にも、電池の破裂を未然に防ぐこと
のできる安全性の高い角型電池を提供する。 【構成】 上蓋１の一部に開口部４ａを設け、金属薄板
４ｂを溶接して開口部４ａを封止し、開口部４ａの上方
に金属薄板４ｂに対向して突設する針状突起４ｃを設け
た。開口部４ａの厚み、金属薄板４ｂと針状突起４ｃま
での距離を調整することによって作動圧を調節する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、角型電池に関し、特
に電池内圧上昇に伴い適正圧力で作動し、電池の破裂を
防止できる簡便な防爆構造に関するものである。
に電池内圧上昇に伴い適正圧力で作動し、電池の破裂を
防止できる簡便な防爆構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】負極活物質にリチウムや、リチウム合金
などを使用し、電解液に非水電解液を使用した非水電解
液電池は、高エネルギー密度、高電圧、長期保存性に優
れ、メモリーバックアップ用電源や通信機用電源等に広
く利用されている。しかし、その反面長期使用に耐え得
るように、その封口は極めて密封性、気密性が高い。こ
のために電池の内部短絡及び外部短絡、あるいは外部加
熱により電池温度が上昇した場合は、電池内圧が上昇し
て、電池が破裂に到ることがあった。
などを使用し、電解液に非水電解液を使用した非水電解
液電池は、高エネルギー密度、高電圧、長期保存性に優
れ、メモリーバックアップ用電源や通信機用電源等に広
く利用されている。しかし、その反面長期使用に耐え得
るように、その封口は極めて密封性、気密性が高い。こ
のために電池の内部短絡及び外部短絡、あるいは外部加
熱により電池温度が上昇した場合は、電池内圧が上昇し
て、電池が破裂に到ることがあった。
【０００３】このために、従来の電池には次のような防
爆構造がとられていた。第１の防爆構造は、例えば特開
平３−７７２６８号公報に記載の、電池ケースの一部に
肉薄部を設けるものであり、何らかの原因で電池の内圧
が上昇した場合に、まずその肉薄部が破れて電池内圧を
放出し、電池が破裂に到ることを阻止している。
爆構造がとられていた。第１の防爆構造は、例えば特開
平３−７７２６８号公報に記載の、電池ケースの一部に
肉薄部を設けるものであり、何らかの原因で電池の内圧
が上昇した場合に、まずその肉薄部が破れて電池内圧を
放出し、電池が破裂に到ることを阻止している。
【０００４】また、第２の防爆構造は、電池の組立封口
板の中に、封口部材としての肉薄な金属薄板、合成樹脂
あるいは合成ゴム薄板、あるいは両者を貼り合わせた複
合膜と、鋭利な突起とを設けるものであり、電池の内圧
の上昇に伴って膨張する封口部材の薄板が鋭利な突起で
破壊されて電池内圧を放出し、電池が破裂に到ることを
阻止している。
板の中に、封口部材としての肉薄な金属薄板、合成樹脂
あるいは合成ゴム薄板、あるいは両者を貼り合わせた複
合膜と、鋭利な突起とを設けるものであり、電池の内圧
の上昇に伴って膨張する封口部材の薄板が鋭利な突起で
破壊されて電池内圧を放出し、電池が破裂に到ることを
阻止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の第１の防爆構造
は以上のように、金属製の電池ケースの一部に肉薄部を
形成しているので、この肉薄部の肉厚は、加工上の制約
から0.08〜0.15mmまでしか薄く加工できず、防爆機能の
作動圧が50〜70kg/cm2となり、角型電池ケースの変形耐
圧10〜15kg/cm2よりも大きくなり機能しないという問題
があった。
は以上のように、金属製の電池ケースの一部に肉薄部を
形成しているので、この肉薄部の肉厚は、加工上の制約
から0.08〜0.15mmまでしか薄く加工できず、防爆機能の
作動圧が50〜70kg/cm2となり、角型電池ケースの変形耐
圧10〜15kg/cm2よりも大きくなり機能しないという問題
があった。
【０００６】また、従来の第２の防爆構造は、電池の組
立封口板の中に、封口部材として肉薄な金属薄板、合成
樹脂あるいは合成ゴム板、または両者を貼り合わせた複
合膜と、鋭利な突起とを設けてあり、この膜厚や材質を
選定することにより、電池ケースの変形耐圧以下で防爆
機能を作動させられるので、非水電解液電池の防爆機構
として有効な手段であると考えられている。ところがこ
の方法は円筒型の非水電解液一次電池、二次電池では既
に使用されているが、小型角型電池に応用することは難
しく、角型電池での実用に至っていない。円筒型電池で
は電池上部全面に防爆機構を備える組立封口板を、パッ
キンを介して電池ケースの一部を折り曲げ、カシメて、
固定密封することで封口を保っている。ところが、変形
耐圧力が円筒型ケースよりも小さい小型角型ケースは、
ケースの厚みを円筒型電池の0.2〜0.3mmに対して0.4〜
0.5mmと厚くしなければならず、これを折り曲げてカシ
メるのは容易ではない。しかも、四角をカシメれば、コ
ーナー部分のカシメ圧力が不均等となり、十分な封口性
を保てない等の問題があり、小型角型電池では実用に至
っていないのが現状である。
立封口板の中に、封口部材として肉薄な金属薄板、合成
樹脂あるいは合成ゴム板、または両者を貼り合わせた複
合膜と、鋭利な突起とを設けてあり、この膜厚や材質を
選定することにより、電池ケースの変形耐圧以下で防爆
機能を作動させられるので、非水電解液電池の防爆機構
として有効な手段であると考えられている。ところがこ
の方法は円筒型の非水電解液一次電池、二次電池では既
に使用されているが、小型角型電池に応用することは難
しく、角型電池での実用に至っていない。円筒型電池で
は電池上部全面に防爆機構を備える組立封口板を、パッ
キンを介して電池ケースの一部を折り曲げ、カシメて、
固定密封することで封口を保っている。ところが、変形
耐圧力が円筒型ケースよりも小さい小型角型ケースは、
ケースの厚みを円筒型電池の0.2〜0.3mmに対して0.4〜
0.5mmと厚くしなければならず、これを折り曲げてカシ
メるのは容易ではない。しかも、四角をカシメれば、コ
ーナー部分のカシメ圧力が不均等となり、十分な封口性
を保てない等の問題があり、小型角型電池では実用に至
っていないのが現状である。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、針式の防爆構造を容易に角型電
池に設置できるようにし、電池の破裂を未然に防ぐこと
のできる安全性の高い角型電池を提供することを目的と
する。
ためになされたもので、針式の防爆構造を容易に角型電
池に設置できるようにし、電池の破裂を未然に防ぐこと
のできる安全性の高い角型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】この発明の角型電池は、
上蓋の一部に開口部を設け、金属薄板を接合して上記開
口部を封止し、上記開口部の上方に上記金属薄板に対向
して突設する針状突起を設けたものである。
上蓋の一部に開口部を設け、金属薄板を接合して上記開
口部を封止し、上記開口部の上方に上記金属薄板に対向
して突設する針状突起を設けたものである。
【０００９】
【作用】この発明における角型電池は、従来カシメ封口
方式の円筒型電池でしか実用に至っていなかった針式の
電池防爆安全機構を角型電池に設けることができるとと
もに、電池内圧が上昇した場合には低圧において安定し
て内圧放出機構が作動し、また非水電解液電池の長所た
る長期保存性を損なうことなく気密封口性を維持でき、
耐漏液性にも優れにも優れ、電池特性の安定した角型電
池を供給することができる。さらに、防爆機構が省スペ
ースで配置できるので、偏平型の角型電池の上蓋にも容
易に配置ができる。
方式の円筒型電池でしか実用に至っていなかった針式の
電池防爆安全機構を角型電池に設けることができるとと
もに、電池内圧が上昇した場合には低圧において安定し
て内圧放出機構が作動し、また非水電解液電池の長所た
る長期保存性を損なうことなく気密封口性を維持でき、
耐漏液性にも優れにも優れ、電池特性の安定した角型電
池を供給することができる。さらに、防爆機構が省スペ
ースで配置できるので、偏平型の角型電池の上蓋にも容
易に配置ができる。
【００１０】また、この角型電池組立の非水電解液を注
液する工程では、内圧放出穴となる開口部が電解液の注
液穴を兼ねることもでき、組立工程を減らすことができ
る。
液する工程では、内圧放出穴となる開口部が電解液の注
液穴を兼ねることもでき、組立工程を減らすことができ
る。
【００１１】
実施例１．以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の角型電池の一実施例の上部を示す
斜視図で、図２は同、要部拡大断面構成図である。図に
おいて、１は上蓋で、負極端子を兼ねる角型の電池ケー
ス５と周辺部で気密に溶接されている。２は正極端子、
３は正極端子２と上蓋１とを電気的に絶縁密封するハー
メチックシール、４は防爆機構部分、６は電池発電物
質、７は電池発電物質の正極活物質と正極端子２とを接
続するリード部である。
る。図１はこの発明の角型電池の一実施例の上部を示す
斜視図で、図２は同、要部拡大断面構成図である。図に
おいて、１は上蓋で、負極端子を兼ねる角型の電池ケー
ス５と周辺部で気密に溶接されている。２は正極端子、
３は正極端子２と上蓋１とを電気的に絶縁密封するハー
メチックシール、４は防爆機構部分、６は電池発電物
質、７は電池発電物質の正極活物質と正極端子２とを接
続するリード部である。
【００１２】ここで、この実施例の防爆機構部分４を詳
しく説明する。４ａは上蓋１に設けられた開口部で、こ
の場合は内径３mmの内圧放出穴、４ｂは内圧放出穴４ａ
を密閉する金属薄板で、この場合は厚さ６μm のステン
レス箔板、４ｄは内圧放出穴４ａの上方で、ステンレス
箔板４ｂに対向し、これから0.5〜0.8mm離れて突設する
厚み0.3mmの針状の突起部４ｃを有するドーム状の鉄ニ
ッケルメッキ製のキャップ、４ｅはキャップ４ｄとステ
ンレス箔板４ｂを上蓋１に密封封口するレーザー溶接部
である。
しく説明する。４ａは上蓋１に設けられた開口部で、こ
の場合は内径３mmの内圧放出穴、４ｂは内圧放出穴４ａ
を密閉する金属薄板で、この場合は厚さ６μm のステン
レス箔板、４ｄは内圧放出穴４ａの上方で、ステンレス
箔板４ｂに対向し、これから0.5〜0.8mm離れて突設する
厚み0.3mmの針状の突起部４ｃを有するドーム状の鉄ニ
ッケルメッキ製のキャップ、４ｅはキャップ４ｄとステ
ンレス箔板４ｂを上蓋１に密封封口するレーザー溶接部
である。
【００１３】防爆機構部分４は、上蓋１に最初から組み
立てられているか、あるいは上蓋１を電池ケース５に溶
接した後、内圧放出穴４ａを利用して電解液を注入し、
その後にステンレス箔板４ｂとキャップ４ｄを配置しレ
ーザー溶接される。
立てられているか、あるいは上蓋１を電池ケース５に溶
接した後、内圧放出穴４ａを利用して電解液を注入し、
その後にステンレス箔板４ｂとキャップ４ｄを配置しレ
ーザー溶接される。
【００１４】次に、図に示したこの発明の一実施例の動
作について説明する。電池の内部短絡及び外部短絡、あ
るいは外部より強制的に温度を上昇された場合に、電池
の内圧が上昇する。電池内圧が上昇すると、内圧放出穴
４ａの上部にあるステンレス箔板４ｂが電池内部の圧力
によって電池の外側に膨らみ、キャップ４ｄの針状突起
部４ｃに接触し、速やかにステンレス箔板４ｂが破れ、
電池内圧を放出し、電池が破裂することを防止する。
作について説明する。電池の内部短絡及び外部短絡、あ
るいは外部より強制的に温度を上昇された場合に、電池
の内圧が上昇する。電池内圧が上昇すると、内圧放出穴
４ａの上部にあるステンレス箔板４ｂが電池内部の圧力
によって電池の外側に膨らみ、キャップ４ｄの針状突起
部４ｃに接触し、速やかにステンレス箔板４ｂが破れ、
電池内圧を放出し、電池が破裂することを防止する。
【００１５】この実施例によれば、キャップ４ｄとステ
ンレス箔板４ｂは上蓋１にレーザー溶接によって完全に
密封封口されているので、円筒型電池のようなカシメ方
式とは異なり、安定した封口性能が得られると同時に、
キャップ４ｄとステンレス箔板４ｂは同時に固定、レー
ザー溶接されるので、ステンレス箔板４ｂの位置ぎめ固
定が安定し、安定した防爆機能の作動圧が得られる。
ンレス箔板４ｂは上蓋１にレーザー溶接によって完全に
密封封口されているので、円筒型電池のようなカシメ方
式とは異なり、安定した封口性能が得られると同時に、
キャップ４ｄとステンレス箔板４ｂは同時に固定、レー
ザー溶接されるので、ステンレス箔板４ｂの位置ぎめ固
定が安定し、安定した防爆機能の作動圧が得られる。
【００１６】防爆機構作動圧を調整するステンレス箔板
４ｂの厚みとステンレス箔板４ｂと針状突起４ｃまでの
距離の関係を図３の特性図に示す。縦軸は防爆機構作動
圧力(kg/cm2)、横軸はステンレス箔板の厚み(μm )で、
○印の特性曲線が内圧放出穴４ａのφが３mmでステンレ
ス箔板４ｂと針状突起４ｃまでの距離が 0.8mmの場合の
特性を、△印の特性曲線が内圧放出穴４ａのφが３mmで
ステンレス箔板４ｂと針状突起４ｃまでの距離が 0.5mm
の場合の特性を表している。
４ｂの厚みとステンレス箔板４ｂと針状突起４ｃまでの
距離の関係を図３の特性図に示す。縦軸は防爆機構作動
圧力(kg/cm2)、横軸はステンレス箔板の厚み(μm )で、
○印の特性曲線が内圧放出穴４ａのφが３mmでステンレ
ス箔板４ｂと針状突起４ｃまでの距離が 0.8mmの場合の
特性を、△印の特性曲線が内圧放出穴４ａのφが３mmで
ステンレス箔板４ｂと針状突起４ｃまでの距離が 0.5mm
の場合の特性を表している。
【００１７】このような構成にすることにより、従来カ
シメ封口方式の円筒型電池でしか実現できなかった針式
の電池防爆安全機構を角型電池に容易に設けられる。ま
た、偏平型の角型電池にも配置が容易で、安価で作動圧
の調節が容易で、適正圧で安定して電池の破裂を防止で
きる。
シメ封口方式の円筒型電池でしか実現できなかった針式
の電池防爆安全機構を角型電池に容易に設けられる。ま
た、偏平型の角型電池にも配置が容易で、安価で作動圧
の調節が容易で、適正圧で安定して電池の破裂を防止で
きる。
【００１８】実施例２．図４はこの発明の角型電池の他
の実施例を示す要部拡大断面構成図で、図において、４
ｆは接着部である。この実施例ではステンレス箔板４ｂ
と針状の突起部４ｃを有するキャップ４ｄを上蓋１に接
着により接合し、内圧放出穴４ａを封止しているが、溶
接により接合している上記実施例と同様の効果を奏す
る。
の実施例を示す要部拡大断面構成図で、図において、４
ｆは接着部である。この実施例ではステンレス箔板４ｂ
と針状の突起部４ｃを有するキャップ４ｄを上蓋１に接
着により接合し、内圧放出穴４ａを封止しているが、溶
接により接合している上記実施例と同様の効果を奏す
る。
【００１９】なお、上記実施例ではキャップ４ｄの形状
を半球状としたが、三角や四角、楕円など他の形状であ
っても良い。
を半球状としたが、三角や四角、楕円など他の形状であ
っても良い。
【００２０】また、溶接はレーザー溶接の場合を説明し
たが、密封性の得られるシーム溶接や超音波溶接などを
用いても良い。
たが、密封性の得られるシーム溶接や超音波溶接などを
用いても良い。
【００２１】また、非水電解液系のリチウム電池につい
て説明したが、角型構造の他の系の電池に適用しても同
様の効果を奏する。
て説明したが、角型構造の他の系の電池に適用しても同
様の効果を奏する。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、角型
電池の上蓋の一部に開口部を設け、金属薄板を例えば溶
接により接合して上記開口部を封止し、上記開口部の上
方に上記金属薄板に対向して突設する針状突起を設ける
ようにしたので、作動圧の調節が容易で、適正圧で安定
して電池の破裂を防止できる安全性の高い角型電池が簡
便に得られる効果がある。また、偏平型の角型電池にも
適用できる。
電池の上蓋の一部に開口部を設け、金属薄板を例えば溶
接により接合して上記開口部を封止し、上記開口部の上
方に上記金属薄板に対向して突設する針状突起を設ける
ようにしたので、作動圧の調節が容易で、適正圧で安定
して電池の破裂を防止できる安全性の高い角型電池が簡
便に得られる効果がある。また、偏平型の角型電池にも
適用できる。
【図１】この発明の一実施例の角型電池の上部斜視図で
ある。
ある。
【図２】この発明の一実施例の角型電池の要部拡大断面
構成図である。
構成図である。
【図３】この発明の一実施例に係わる金属薄板の厚みと
防爆機構作動圧との関係を示す特性図である。
防爆機構作動圧との関係を示す特性図である。
【図４】この発明の他の実施例の角型電池の要部拡大断
面構成図である。
面構成図である。
１ 上蓋 ４ 防爆機構部分 ４ａ 開口部の内圧放出穴 ４ｂ 金属箔板 ４ｃ 針状突起 ４ｄ 金属キャップ ４ｅ 溶接部 ５ 電池ケース ６ 発電物質
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 康正 千葉県松戸市稔台333番地 東洋高砂乾電 池株式会社開発部内 (72)発明者 須藤 尚志 千葉県松戸市稔台333番地 東洋高砂乾電 池株式会社開発部内
Claims (2)
- 【請求項１】 角型電池ケース内に発電物質を収納して
なる角型電池において、上蓋の一部に開口部を設け、金
属薄板を接合して上記開口部を封止し、上記開口部の上
方に上記金属薄板に対向して突設する針状突起を設けた
ことを特徴とする角型電池。 - 【請求項２】 金属薄板を溶接により接合したことを特
徴とする請求項第１項記載の角型電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06163012A (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | 角型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06163012A (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | 角型電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06163012A true JPH06163012A (ja) | 1994-06-10 |
Family
ID=18000004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP43A Pending JPH06163012A (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | 角型電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06163012A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112331967A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-02-05 | 广东维都利新能源有限公司 | 一种具有防爆功能的锂离子电池盖 |
| WO2025176157A1 (zh) * | 2024-11-18 | 2025-08-28 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 电池防爆阀及电池 |
-
1992
- 1992-11-19 JP JP43A patent/JPH06163012A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112331967A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-02-05 | 广东维都利新能源有限公司 | 一种具有防爆功能的锂离子电池盖 |
| WO2025176157A1 (zh) * | 2024-11-18 | 2025-08-28 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 电池防爆阀及电池 |
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