JPH0877995A - Battery with explosion-proof safety device - Google Patents

Battery with explosion-proof safety device

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Publication number
JPH0877995A
JPH0877995A JP6215514A JP21551494A JPH0877995A JP H0877995 A JPH0877995 A JP H0877995A JP 6215514 A JP6215514 A JP 6215514A JP 21551494 A JP21551494 A JP 21551494A JP H0877995 A JPH0877995 A JP H0877995A
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JP
Japan
Prior art keywords
ring
metal
movable piece
battery
insulating
Prior art date
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Pending
Application number
JP6215514A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Inoue
喜博 井上
Kohei Yamamoto
浩平 山本
Yoshihisa Hino
義久 日野
Yoshiro Harada
吉郎 原田
Masakazu Kitakata
雅一 北方
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FDK Corp
Original Assignee
FDK Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0877995A publication Critical patent/JPH0877995A/en
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    • 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

  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 防爆安全装置の動作精度および信頼性を高め
ると共に、防爆安全装置を備えた電池の組立性及び量産
性を高める。 【構成】 ダイヤフラム8の付いた金属かしめリング1
0の上に感温抵抗素子リング7が重ねられ、その上に下
座金6、絶縁リング5、可動片付き金属リング4、上座
金3、金属製端子2が順次重ねられ、これら円形の外形
を有する部品が同心状態で積層される。これら全体がリ
ング形の封口ガスケット11の内周にはめ込まれて一体
的な蓋要素が構成される。金属製端子2はハット形で、
ガス抜き穴2aが形成される。可動片付き金属リング4
は、リング部分4aの中央に片持ち状態の短冊型の可動
片4bが一体に形成される。リング部分4aは絶縁リン
グ5の下の下座金6には接触しない。可動片4bの先端
部分は下座金6と絶縁リング5の間に挟み込まれて、下
座金6に圧接する。
(57) [Abstract] [Purpose] To improve the operating accuracy and reliability of the explosion-proof safety device, and to improve the assemblability and mass productivity of batteries equipped with the explosion-proof safety device. [Structure] Metal caulking ring 1 with diaphragm 8
0, a temperature-sensitive resistance element ring 7 is superposed, and a lower washer 6, an insulating ring 5, a metal ring 4 with a movable piece, an upper washer 3, and a metal terminal 2 are sequentially superposed on the thermosensitive resistive element ring 7 and have a circular outer shape. The parts are stacked concentrically. All of these are fitted into the inner circumference of the ring-shaped sealing gasket 11 to form an integral lid element. The metal terminal 2 has a hat shape,
A gas vent hole 2a is formed. Metal ring with movable piece 4
In the center of the ring portion 4a, a cantilever strip-shaped movable piece 4b is integrally formed. The ring portion 4a does not contact the lower washer 6 below the insulating ring 5. The tip portion of the movable piece 4b is sandwiched between the lower washer 6 and the insulating ring 5 and comes into pressure contact with the lower washer 6.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、防爆安全装置を備え
た電池に関し、特に、円筒形リチウムイオン二次電池な
どの高エネルギー密度の電池を対象とした技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery provided with an explosion-proof safety device, and more particularly to a technique for a battery having a high energy density such as a cylindrical lithium ion secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】電池に一体的に組み込まれる防爆安全装
置としては、安全弁、感圧遮断回路、感温遮断回
路がある。安全弁は、電池ケース内の圧力が異常上昇し
た時に作動し、電池内のガスを安全に外部に放出して爆
発を防ぐ。感圧遮断回路は、電池ケース内の圧力が異常
上昇した時に作動し、充電電流または放電電流を電池内
部で遮断し、異常充電または異常放電が継続するのを防
ぐ。感温遮断回路は、電池内部の温度が異常上昇したの
に感応し、電池の内部抵抗を急上昇させて充電電流また
は放電電流を絞り、異常充電または異常放電が継続する
のを防ぐ。
2. Description of the Related Art Explosion-proof safety devices integrated into a battery include a safety valve, a pressure-sensitive cutoff circuit, and a temperature-sensitive cutoff circuit. The safety valve operates when the pressure inside the battery case rises abnormally, and safely releases the gas inside the battery to the outside to prevent an explosion. The pressure-sensitive shutoff circuit operates when the pressure inside the battery case rises abnormally, shuts off the charging current or the discharging current inside the battery, and prevents the abnormal charging or the abnormal discharge from continuing. The temperature-sensitive cutoff circuit is responsive to an abnormal temperature rise in the battery, rapidly increases the internal resistance of the battery and throttles the charging or discharging current to prevent the abnormal charging or discharging from continuing.

【0003】最近の円筒形リチウムイオン二次電池の多
くは、安全弁を備えているとともに感圧遮断回路と感温
遮断回路の一方または両方を備えており、短絡や過充電
などの異常な状態になったとき、遮断回路が作動して充
電または放電を停止させるとともに安全弁が作動するよ
うに設計している。この種の電池を設計する上できわめ
て重要なことは、高精度で信頼性の高い防爆安全装置を
できるだけコンパクトに、かつ量産性の高い構造で実現
し、電池の補助的な付帯機能としての防爆安全装置をご
く安価なものにすることである。
Many of the recent cylindrical lithium ion secondary batteries are equipped with a safety valve and also with one or both of a pressure-sensitive cutoff circuit and a temperature-sensitive cutoff circuit, so that an abnormal state such as a short circuit or overcharge occurs. When it becomes, the shutoff circuit is activated to stop charging or discharging and the safety valve is also activated. What is extremely important in designing this type of battery is to realize a highly accurate and reliable explosion-proof safety device with a structure that is as compact as possible and highly mass-producible, and as a supplementary auxiliary function of the battery. To make the safety device very inexpensive.

【0004】安全弁と感圧遮断回路を備えた電池の代表
的な構造が特開平2−288063号に示されている。
この電池は、有底円筒形の金属製電池ケースと、電池ケ
ースに収納された発電要素と、電池ケースの開口部を塞
ぐ蓋要素とから基本的に構成され、安全弁と感圧遮断回
路は蓋要素に一体的に組み込まれている。蓋要素は、ガ
ス抜き穴のある外部端子板と、撓みやすくて破断しやす
い薄い金属板からなる中間感圧板と、リードストリッパ
を備えている。電池ケース内の圧力が中間感圧板に作用
し、圧力が高くなると中間感圧板が外側に撓み、設定圧
力以上になると中間感圧板が破断し、外部端子のガス抜
き穴からガスが安全に放出される。これが安全弁の機能
である。また、発電要素の一方の電極に接続されている
リード板が前記絶縁板の中央の小穴ごしに中間感圧板の
中央凸部に溶接されている。電池の内圧が異常上昇する
と、中間感圧板が外側に膨らむように変形する。リード
板の位置は絶縁板で規制されているので、リード板と中
間感圧板との溶接が外れ、外部端子につながる充電また
は放電電流回路が遮断される。これが感圧遮断回路の機
能である。
A typical structure of a battery provided with a safety valve and a pressure-sensitive cutoff circuit is shown in Japanese Patent Laid-Open No. 288063.
This battery is basically composed of a bottomed cylindrical metal battery case, a power generating element housed in the battery case, and a lid element that closes the opening of the battery case.The safety valve and the pressure-sensitive cutoff circuit are covered by a lid. It is integrated into the element. The lid element includes an external terminal plate having a vent hole, an intermediate pressure sensitive plate made of a thin metal plate that is easily bent and easily broken, and a lead stripper. The pressure inside the battery case acts on the intermediate pressure-sensitive plate, and when the pressure increases, the intermediate pressure-sensitive plate bends outward, and when the pressure exceeds the set pressure, the intermediate pressure-sensitive plate breaks and gas is safely released from the gas vent hole of the external terminal. It This is the function of the safety valve. A lead plate connected to one electrode of the power generating element is welded to a central convex portion of the intermediate pressure sensitive plate through a small hole in the center of the insulating plate. When the internal pressure of the battery rises abnormally, the intermediate pressure sensitive plate is deformed so as to bulge outward. Since the position of the lead plate is regulated by the insulating plate, the welding between the lead plate and the intermediate pressure sensitive plate is released, and the charge or discharge current circuit connected to the external terminal is cut off. This is the function of the pressure-sensitive cutoff circuit.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述した特開平2−2
88063号公報においては、蓋要素の構成部品である
中間感圧板(安全弁)と絶縁板とを中間嵌合体により仮
組みする構成とし、リード板と中間感圧板の超音波溶接
工程を容易化・高精度化し、さらに蓋要素の組立および
電池ケースへの取り付けを容易化するように工夫してい
る。しかし、つぎのような理由で量産性および組立精度
の面でまったく不十分である。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In Japanese Patent No. 88063, an intermediate pressure-sensitive plate (safety valve), which is a component of a lid element, and an insulating plate are provisionally assembled by an intermediate fitting body to facilitate the ultrasonic welding process of the lead plate and the intermediate pressure-sensitive plate. It is designed to be more accurate and to facilitate the assembly of the lid element and its attachment to the battery case. However, it is completely insufficient in terms of mass productivity and assembly accuracy for the following reasons.

【0006】まず、中間感圧板にリード板を溶接してか
ら蓋要素を組立てるという工程が著しく面倒だという問
題がある。つまり、電池ケースに収納した発電要素の一
方の電極に接続されているリード板をケース外に引き出
し、そのリード板と中間嵌合体で仮組みされた状態の中
間感圧板とを溶接し、その後、リード板で発電要素とつ
ながった状態の中間感圧板の上面側に外部端子板を重
ね、中間感圧板の外周部分をかしめて外部端子板と一体
化し、さらにこれらの外周に封口ガスケットを装着する
ことになる。この作業全体が非常にハンドリングの難し
い工程となり、量産性を上げるのが困難である。また、
中間感圧板の中央凸部を絶縁板の小穴にはめ込み、小穴
ごしに凸部にリード板を溶接する作業自体も面倒であ
り、精度を上げるのが難しい。さらに、中間感圧板の中
央凸部にリード板を溶接した後で、中間感圧板の外周部
分をかしめ加工して外部端子板を一体化するが、このか
しめ工程での機械的ストレスが中間感圧板のリード板溶
接点にも作用し、溶接点が剥がれかかることがある。そ
のため最終的に溶接強度がばらつき、感圧遮断回路の動
作精度および信頼性が低下する。
First, there is a problem that the process of welding the lead plate to the intermediate pressure sensitive plate and then assembling the lid element is extremely troublesome. That is, the lead plate connected to one electrode of the power generating element housed in the battery case is pulled out of the case, the lead plate and the intermediate pressure-sensitive plate temporarily assembled by the intermediate fitting body are welded together, and then, Overlay the external terminal plate on the upper surface of the intermediate pressure-sensitive plate connected to the power generation element with the lead plate, crimp the outer peripheral part of the intermediate pressure-sensitive plate to integrate it with the external terminal plate, and then attach the sealing gasket to these outer peripheries. become. This entire work is a very difficult process to handle, and it is difficult to improve mass productivity. Also,
The work itself of fitting the central convex portion of the intermediate pressure-sensitive plate into the small hole of the insulating plate and welding the lead plate to the convex portion through the small hole itself is troublesome, and it is difficult to improve accuracy. Furthermore, after welding the lead plate to the central convex portion of the intermediate pressure-sensitive plate, the outer peripheral portion of the intermediate pressure-sensitive plate is caulked to integrate the external terminal board.However, the mechanical stress in this caulking process is caused by the intermediate pressure-sensitive plate. It also acts on the lead plate welding point of, and the welding point may peel off. As a result, the welding strength eventually fluctuates, and the operating accuracy and reliability of the pressure-sensitive cutoff circuit deteriorate.

【0007】この発明は前述した従来の問題点に鑑みな
されたもので、その目的は、防爆安全装置の動作精度お
よび信頼性を高めるとともに、防爆安全装置を備えた電
池の組立性および量産性を高めることにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to improve the operation accuracy and reliability of the explosion-proof safety device, and to improve the assemblability and mass productivity of a battery equipped with the explosion-proof safety device. To raise.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明の防爆安全装置
を備えた電池は、有底円筒形の金属製電池ケースと、こ
の電池ケースに収納された発電要素と、前記電池ケース
の開口部を密封する蓋要素とからなる。前記蓋要素は、
ガス抜き穴を有する円形の金属製端子と、少なくとも表
面が絶縁性の円形のダイヤフラムと、このダイヤフラム
の外周縁部を上下から挟み込んだ金属かしめリングと、
リング部分の中央に片持ち状態の可動片を一体に有する
可動片付き金属リングと、絶縁リングと、リング形の封
口ガスケットとを有し、前記ダイヤフラムの付いた前記
金属かしめリングの上に前記絶縁リングが重ねられ、前
記絶縁リングの上に前記可動片付き金属リングが重ねら
れ、前記可動片付き金属リングの上に前記金属製端子が
重ねられ、これら全体が前記封口ガスケットの内周には
め込まれることで一体的な前記蓋要素が構成され、前記
可動片付き金属リングの前記リング部分は前記絶縁リン
グに接触して前記金属かしめリングには接触しておら
ず、前記可動片の先端部分が前記金属かしめリングに接
続されている。前記発電要素の一方の電極に接続されて
いるリード板の先端が前記金属かしめリングの下面に溶
接され、一体的な前記蓋要素が前記電池ケースの開口部
分の内周にはめ込まれ、前記電池ケースの開口部分が内
側にかしめられることで前記封口ガスケットが圧縮され
て、前記電池ケースが密封されている。
A battery provided with an explosion-proof safety device of the present invention comprises a cylindrical metal battery case having a bottom, a power generating element housed in the battery case, and an opening of the battery case. It consists of a sealing lid element. The lid element is
A circular metal terminal having a gas vent hole, a circular diaphragm at least the surface of which is insulative, and a metal caulking ring sandwiching the outer peripheral edge portion of this diaphragm from above and below,
A metal ring with a movable piece integrally having a movable piece in a cantilever state in the center of the ring portion, an insulating ring, and a ring-shaped sealing gasket, and the insulating ring on the metal caulking ring with the diaphragm. Are stacked, the metal ring with the movable piece is stacked on the insulating ring, the metal terminal is stacked on the metal ring with the movable piece, and the whole of them is fitted into the inner circumference of the sealing gasket to be integrated. And a ring portion of the metal ring with a movable piece contacts the insulating ring and does not contact the metal caulking ring, and a tip portion of the movable piece does not contact the metal caulking ring. It is connected. The tip of the lead plate connected to one electrode of the power generating element is welded to the lower surface of the metal caulking ring, and the integral lid element is fitted into the inner periphery of the opening of the battery case, The sealing gasket is compressed by crimping the opening portion of the inside, and the battery case is sealed.

【0009】ここで、前記可動片の先端部を前記金属か
しめリングと前記絶縁リングとの間に挟み込んで前記金
属かしめリングに圧接させる構成とすることができる。
この場合、前記絶縁リングは熱可塑性または熱収縮性を
有する材料で構成し、高温になると、前記金属かしめリ
ングと前記絶縁リングとの間に挟み込まれている前記可
動片の挟持力を低下させるように構成することが望まし
い。
Here, the tip of the movable piece may be sandwiched between the metal caulking ring and the insulating ring so as to be pressed against the metal caulking ring.
In this case, the insulating ring is made of a thermoplastic or heat-shrinkable material, and when the temperature rises, the clamping force of the movable piece sandwiched between the metal caulking ring and the insulating ring is reduced. It is desirable to configure

【0010】また、前記金属製端子と前記可動片付き金
属リングとの間に必要に応じて別の金属リングを挟み込
んでもよい。さらに、防爆安全装置に感温遮断回路の機
能を付加する場合は、前記金属かしめリングと前記絶縁
リングとの間に正特性の感温抵抗素子リングおよび第2
の金属リング、あるいは感温抵抗素子リングのみを挟み
込み、前記金属かしめリングが前記感温抵抗素子リング
や前記第2の金属リングを介して前記可動片に電気的に
接続される構成とする。
If necessary, another metal ring may be sandwiched between the metal terminal and the metal ring with a movable piece. Further, when the function of the temperature-sensitive cutoff circuit is added to the explosion-proof safety device, a positive temperature-sensitive resistor element ring and a second element are provided between the metal caulking ring and the insulating ring.
Only the metal ring or the temperature-sensitive resistance element ring is sandwiched, and the metal caulking ring is electrically connected to the movable piece via the temperature-sensitive resistance element ring or the second metal ring.

【0011】[0011]

【作用】電池ケース内の圧力は前記ダイヤフラムに作用
し、圧力が異常上昇するとダイヤフラムは外側へ膨らむ
ように変形し、すぐ上に配置されている前記可動片に当
接してこれを押し上げる。可動片が強く押し上げられる
と、前記金属かしめリングに接続されている可動片の先
端部が外れ、当該先端部と金属かしめリングとの電気的
接続が断たれる。これで前記金属製端子につながる充放
電路が遮断される(感圧遮断回路)。ダイヤフラムがさ
らに大きく変形するとついには破断し、ケース内のガス
が安全に外部に放出される(安全弁)。また前記感温抵
抗素子リングを付加したものでは、電池の温度が異常上
昇すると、金属製端子につながる充放電路中に挿入され
ている感温抵抗素子の抵抗値が増大し、充放電電流を減
少させる(感温遮断回路)。
The pressure in the battery case acts on the diaphragm, and when the pressure rises abnormally, the diaphragm deforms so as to bulge outward, and abuts on the movable piece arranged immediately above and pushes it up. When the movable piece is strongly pushed up, the tip of the movable piece connected to the metal crimp ring is disengaged, and the electrical connection between the tip and the metal crimp ring is broken. As a result, the charge / discharge path connected to the metal terminal is cut off (pressure-sensitive cutoff circuit). When the diaphragm is deformed further, it finally breaks and the gas in the case is safely released to the outside (safety valve). Further, in the case where the temperature sensitive resistance element ring is added, when the temperature of the battery abnormally rises, the resistance value of the temperature sensitive resistance element inserted in the charge / discharge path connected to the metal terminal increases, and the charge / discharge current is increased. Decrease (temperature-sensitive cutoff circuit).

【0012】[0012]

【実施例】この発明の一実施例による防爆安全装置(感
温遮断回路も含む)を備えた電池の構造を図1〜図4に
示している。この電池の基本構成は、有底円筒形の金属
製電池ケース1と、この電池ケース1に収納された発電
要素と(図示省略)、電池ケース1の開口部を密封する
蓋要素とからなる。
1 to 4 show the structure of a battery provided with an explosion-proof safety device (including a temperature-sensitive cutoff circuit) according to an embodiment of the present invention. The basic configuration of this battery includes a cylindrical metal battery case 1 having a bottom, a power generation element (not shown) housed in the battery case 1, and a lid element for sealing the opening of the battery case 1.

【0013】蓋要素は、金属製端子2と、前記別の金属
リングに相当する上座金3と、可動片付き金属リング4
と、絶縁リング5と、前記第2の金属リングに相当する
下座金6と、感温抵抗素子リング7と、ダイヤフラム8
と、シールシート9と、金属かしめリング10と、封口
ガスケット11とからなる。いくつかの前記部品の平面
形状を図4に示している。
The lid element includes a metal terminal 2, an upper washer 3 corresponding to the other metal ring, and a metal ring 4 with a movable piece.
An insulating ring 5, a lower washer 6 corresponding to the second metal ring, a temperature-sensitive resistance element ring 7, and a diaphragm 8
A sealing sheet 9, a metal caulking ring 10, and a sealing gasket 11. The plan shapes of some of the components are shown in FIG.

【0014】ダイヤフラム8は円形で、金属シートの両
面を絶縁フィルムでラミネートしたシート材か、または
絶縁性のシート材で構成されている。このダイヤフラム
8の外周縁部が金属かしめリング10で上下から挟み込
まれている。なお、金属かしめリング10とダイヤフラ
ム8の間にシールシート9を挟み込んで、この間のシー
ル性を高めている。
The diaphragm 8 is circular and is made of a sheet material in which both surfaces of a metal sheet are laminated with an insulating film or an insulating sheet material. The outer peripheral edge of the diaphragm 8 is sandwiched between the metal caulking rings 10 from above and below. A seal sheet 9 is sandwiched between the metal caulking ring 10 and the diaphragm 8 to enhance the sealing performance between them.

【0015】ダイヤフラム8の付いた金属かしめリング
10の上に感温抵抗素子リング7が重ねられ、その上に
下座金6が重ねられ、その上に絶縁リング5が重ねら
れ、その上に可動片付き金属リング4が重ねられ、その
上に上座金3が重ねられ、その上に金属製端子2が重ね
られ、これら円形の外形を有する部品が同心状態で積層
されている。これら全体がリング形の封口ガスケット1
1の内周にはめ込まれて一体的な蓋要素が構成されてい
る。金属製端子2はハット形で、ガス抜き穴2aが形成
されている。
A temperature sensitive resistance element ring 7 is laid on a metal caulking ring 10 having a diaphragm 8, a lower washer 6 is laid on it, an insulating ring 5 is laid on it, and a movable piece is attached on it. A metal ring 4 is stacked, an upper washer 3 is stacked on the metal ring 4, a metal terminal 2 is stacked on the metal ring 4, and parts having these circular outer shapes are stacked concentrically. These are ring-shaped sealing gaskets 1
It is fitted to the inner circumference of the unit 1 to form an integral lid element. The metal terminal 2 has a hat shape and is formed with a gas vent hole 2a.

【0016】図4に示すように、可動片付き金属リング
4は、リング部分4aの中央に片持ち状態の短冊型の可
動片4bが一体に形成されている。可動片4bは充分に
撓みやすい。可動片付き金属リング4は絶縁リング5の
上に重ねられ、そのリング部分4aは絶縁リング5の下
の下座金6には接触していない。しかし、可動片4bの
先端部分は下座金6と絶縁リング5の間に挟み込まれ
て、下座金6に圧接している。可動片付き金属リング4
は、その可動片4bの先端部分でのみ下座金6に電気的
に接続されている。そして、可動片付き金属リング4の
リング部分4aの上に上座金3が当接し、その上に金属
製端子2が当接している。これで金属かしめリング10
→感温抵抗素子リング7→下座金6→可動片4bの先端
部分→リング部分4a→上座金3→金属製端子2という
電気経路が形成されている。
As shown in FIG. 4, the metal ring with movable piece 4 is integrally formed with a strip-shaped movable piece 4b in a cantilever state at the center of the ring portion 4a. The movable piece 4b is sufficiently flexible. The metal ring 4 with a movable piece is superposed on the insulating ring 5, and the ring portion 4 a thereof is not in contact with the lower washer 6 below the insulating ring 5. However, the tip of the movable piece 4b is sandwiched between the lower washer 6 and the insulating ring 5 and is in pressure contact with the lower washer 6. Metal ring with movable piece 4
Is electrically connected to the lower washer 6 only at the tip portion of the movable piece 4b. The upper washer 3 is in contact with the ring portion 4a of the metal ring 4 with a movable piece, and the metal terminal 2 is in contact therewith. Metal caulking ring 10
→ The temperature sensitive resistance element ring 7 → the lower washer 6 → the tip of the movable piece 4b → the ring portion 4a → the upper washer 3 → the electrical path of the metal terminal 2 is formed.

【0017】以上のように、封口ガスケット11で蓋要
素を一体化した後、図示していない発電要素の一方の電
極に接続されているリード板12の先端を金属かしめリ
ング10の下面に溶接する。そして、一体的な前記蓋要
素を電池ケース1の開口部分の内周にはめ込み、電池ケ
ース1の開口部分を内側にかしめて封口ガスケット11
を圧縮し、電池ケース1を密封している。
After the lid element is integrated with the sealing gasket 11 as described above, the tip of the lead plate 12 connected to one electrode of the power generating element (not shown) is welded to the lower surface of the metal caulking ring 10. . Then, the integral lid element is fitted into the inner periphery of the opening of the battery case 1, and the opening of the battery case 1 is caulked inward to seal the gasket 11.
And the battery case 1 is sealed.

【0018】図2に示すように、電池ケース1内の圧力
はダイヤフラム8に作用し、圧力が異常上昇するとダイ
ヤフラム8は外側へ膨らむように変形し、すぐ上に配置
されている可動片4bに当接してこれを押し上げる。可
動片4bが強く押し上げられると、下座金6と絶縁リン
グ5の間に挟持されている可動片4bのの先端部分が外
れ、当該先端部と下座金6との電気的接続が断たれる。
これで金属製端子2とリード板12とを結んでいる電気
経路が遮断される(感圧遮断回路)。ダイヤフラム8が
さらに大きく変形するとついには破断し、ケース1内の
ガスが安全に外部に放出される(安全弁)。また電池の
温度が異常上昇すると、感温抵抗素子リング7の抵抗値
が増大し、充電電流または放電電流を減少させる(感温
遮断回路)。
As shown in FIG. 2, the pressure in the battery case 1 acts on the diaphragm 8, and when the pressure rises abnormally, the diaphragm 8 is deformed so as to bulge outward, and the movable piece 4b arranged immediately above is deformed. Abut and push it up. When the movable piece 4b is strongly pushed up, the tip of the movable piece 4b sandwiched between the lower washer 6 and the insulating ring 5 comes off, and the electrical connection between the tip and the lower washer 6 is cut off.
As a result, the electric path connecting the metal terminal 2 and the lead plate 12 is cut off (pressure-sensitive cutoff circuit). When the diaphragm 8 is further deformed, it is finally broken and the gas in the case 1 is safely discharged to the outside (safety valve). When the battery temperature rises abnormally, the resistance value of the temperature-sensitive resistance element ring 7 increases, and the charging current or discharging current is decreased (temperature-sensitive cutoff circuit).

【0019】ところで前記絶縁リング5は、熱可塑性ま
たは熱収縮性のあるプラスチックやゴムあるいは天然樹
脂などの高分子材料からなり、電池の温度が上昇したと
きにこれが軟化あるいは収縮することで、絶縁リング5
と下座金6との間に挟み込んでいる可動片4bの挟持力
が適宜に低下するように構成されている。この部分の可
動片4bの外れやすさと、ダイヤフラム8の撓みやすさ
と、金属かしめリング10または下座金6の穴寸法と、
ダイヤフラム8と可動片4bの間隔などを適切に設定
し、温度上昇を伴う電池の内圧上昇時に適切なポイント
(動作する圧力と温度)で感圧遮断回路を動作させるよ
うに設計する。
By the way, the insulating ring 5 is made of a polymer material such as thermoplastic or heat-shrinkable plastic, rubber or natural resin, which softens or contracts when the temperature of the battery rises. 5
The holding force of the movable piece 4b sandwiched between the lower washer 6 and the lower washer 6 is appropriately reduced. The easiness of detachment of the movable piece 4b at this portion, the easiness of bending of the diaphragm 8, the hole size of the metal caulking ring 10 or the lower washer 6,
The distance between the diaphragm 8 and the movable piece 4b is appropriately set, and the pressure-sensitive cutoff circuit is designed to operate at an appropriate point (operating pressure and temperature) when the internal pressure of the battery increases due to temperature increase.

【0020】なお、可動片4bの先端部分を下座金6
(あるいは金属かしめリング10)側に接続する構成は
前記実施例に限定されず、接着、はんだ付け、超音波溶
接、スポット溶接など、さまざまな手段を採用すること
ができる。
The tip of the movable piece 4b is attached to the lower washer 6
The configuration for connection to the (or metal caulking ring 10) side is not limited to the above embodiment, and various means such as adhesion, soldering, ultrasonic welding, spot welding, etc. can be adopted.

【0021】[0021]

【発明の効果】この発明によれば、安全弁と感圧遮断回
路を(さらには感温遮断回路も)組み込んだ蓋要素が独
立した部品要素として組み立てられ、この蓋要素を電池
ケースに装着する直前でリード板が蓋要素に溶接され
る。したがって全体の組立工程が非常に簡単になり、量
産性が向上する。また、リング形の封口ガスケットの内
周に円形の外形を有する部品を積層するというきわめて
簡単な構造で蓋要素が構成されるので、その組み立ても
非常に簡単である。さらに、構成が単純で不安定要素が
ないので、安全弁および感圧遮断回路の動作特性も安定
し、信頼性が向上する。また、防爆安全装置の部分の占
有空間が小さく、電池の有効スペースを削減する割り合
いが少ない。
According to the present invention, the lid element incorporating the safety valve and the pressure-sensitive cutoff circuit (and also the temperature-sensitive cutoff circuit) is assembled as an independent component element, and immediately before the lid element is mounted in the battery case. The lead plate is welded to the lid element. Therefore, the whole assembling process becomes very simple and mass productivity is improved. Further, since the lid element is constructed by a very simple structure in which parts having a circular outer shape are laminated on the inner circumference of the ring-shaped sealing gasket, the assembly thereof is also very simple. Furthermore, since the structure is simple and there are no unstable elements, the operating characteristics of the safety valve and the pressure-sensitive cutoff circuit are stable, and the reliability is improved. Also, the space occupied by the explosion-proof safety device is small, and the proportion of reducing the effective space of the battery is small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例による防爆安全装置を備え
た電池の要部断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of essential parts of a battery including an explosion-proof safety device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同上電池の安全装置が作動した状態の要部断面
図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of essential parts in a state in which a safety device for a battery of the same as above is in operation.

【図3】同上電池の要部拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a main part of the same battery.

【図4】同上電池における蓋要素の構成部品の平面図で
ある。
FIG. 4 is a plan view of constituent parts of a lid element in the same battery.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電池ケース 2 金属製端子 2a ガス抜き穴 3 上座金(別の金属リング) 4 可動片付き金属リング 4a リング部分 4b 可動片 5 絶縁リング 6 下座金(第2の金属リング) 7 感温抵抗素子リング 8 ダイヤフラム 9 シールシート 10 金属かしめリング 11 封口ガスケット 12 リード板 1 Battery Case 2 Metal Terminal 2a Gas Vent Hole 3 Upper Washer (Another Metal Ring) 4 Metal Ring with Movable Piece 4a Ring Part 4b Movable Piece 5 Insulation Ring 6 Lower Washer (Second Metal Ring) 7 Thermosensitive Element Ring 8 Diaphragm 9 Seal sheet 10 Metal caulking ring 11 Sealing gasket 12 Lead plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 吉郎 東京都港区新橋5丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)発明者 北方 雅一 東京都港区新橋5丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshiro Harada 5-311, Shimbashi, Minato-ku, Tokyo Fuji Electric Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Masakazu Kitakata 5-13-11, Shimbashi, Minato-ku, Tokyo Fuji Electric Chemical Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有底円筒形の金属製電池ケースと、この
電池ケースに収納された発電要素と、前記電池ケースの
開口部を密封する蓋要素とからなる電池であって、 前記蓋要素は、ガス抜き穴を有する円形の金属製端子
と、少なくとも表面が絶縁性の円形のダイヤフラムと、
このダイヤフラムの外周縁部を上下から挟み込んだ金属
かしめリングと、リング部分の中央に片持ち状態の可動
片を一体に有する可動片付き金属リングと、絶縁リング
と、リング形の封口ガスケットとを有し、前記ダイヤフ
ラムの付いた前記金属かしめリングの上に前記絶縁リン
グが重ねられ、前記絶縁リングの上に前記可動片付き金
属リングが重ねられ、前記可動片付き金属リングの上に
前記金属製端子が重ねられ、これら全体が前記封口ガス
ケットの内周にはめ込まれることで一体的な前記蓋要素
が構成され、前記可動片付き金属リングの前記リング部
分は前記絶縁リングに接触して前記金属かしめリングに
は接触しておらず、前記可動片の先端部分が前記金属か
しめリングに接続されており、 前記発電要素の一方の電極に接続されているリード板の
先端が前記金属かしめリングの下面に溶接され、一体的
な前記蓋要素が前記電池ケースの開口部分の内周にはめ
込まれ、前記電池ケースの開口部分が内側にかしめられ
ることで前記封口ガスケットが圧縮されて、前記電池ケ
ースが密封されていることを特徴とする防爆安全装置を
備えた電池。
1. A battery comprising a bottomed cylindrical metal battery case, a power generation element housed in the battery case, and a lid element for sealing an opening of the battery case, wherein the lid element is , A circular metal terminal having a vent hole, and a circular diaphragm having an insulating surface at least
It has a metal caulking ring that sandwiches the outer peripheral edge of this diaphragm from above and below, a metal ring with a movable piece that integrally has a cantilevered movable piece in the center of the ring part, an insulating ring, and a ring-shaped sealing gasket. , The insulating ring is stacked on the metal caulking ring with the diaphragm, the metal ring with a movable piece is stacked on the insulating ring, and the metal terminal is stacked on the metal ring with a movable piece. , The whole is fitted into the inner circumference of the sealing gasket to form the integral lid element, and the ring portion of the metal ring with a movable piece comes into contact with the insulating ring and the metal caulking ring. No, the tip of the movable piece is connected to the metal caulking ring, and is connected to one electrode of the power generating element. The leading end of the lead plate is welded to the lower surface of the metal caulking ring, the integral lid element is fitted into the inner periphery of the opening of the battery case, and the opening of the battery case is caulked inward. A battery equipped with an explosion-proof safety device, wherein a sealing gasket is compressed and the battery case is sealed.
【請求項2】 請求項1に記載の電池において、前記可
動片の先端部は前記金属かしめリングと前記絶縁リング
との間に挟み込まれて前記金属かしめリングに圧接して
いることを特徴とする防爆安全装置を備えた電池。
2. The battery according to claim 1, wherein a tip portion of the movable piece is sandwiched between the metal caulking ring and the insulating ring and is in pressure contact with the metal caulking ring. Batteries with explosion-proof safety device.
【請求項3】 請求項2に記載の電池において、前記絶
縁リングは熱可塑性または熱収縮性を有する材料からな
り、高温になると、前記金属かしめリングと前記絶縁リ
ングとの間に挟み込まれている前記可動片の挟持力が低
下することを特徴とする防爆安全装置を備えた電池。
3. The battery according to claim 2, wherein the insulating ring is made of a thermoplastic or heat-shrinkable material, and is sandwiched between the metal caulking ring and the insulating ring at a high temperature. A battery provided with an explosion-proof safety device characterized in that the gripping force of the movable piece is reduced.
【請求項4】 請求項1、請求項2、請求項3のいずれ
かに記載の電池において、前記金属製端子と前記可動片
付き金属リングとの間に別の金属リングが挟み込まれて
いることを特徴とする防爆安全装置を備えた電池。
4. The battery according to claim 1, 2, or 3, wherein another metal ring is sandwiched between the metal terminal and the metal ring with a movable piece. Batteries equipped with the characteristic explosion-proof safety device.
【請求項5】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項
4のいずれかに記載の電池において、前記金属かしめリ
ングと前記絶縁リングとの間に正特性の感温抵抗素子リ
ングが挟み込まれ、前記金属かしめリングは前記感温抵
抗素子リングを介して前記可動片に電気的に接続されて
いることを特徴とする防爆安全装置を備えた電池。
5. The battery according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein a temperature sensitive resistance element ring having a positive characteristic is provided between the metal caulking ring and the insulating ring. A battery provided with an explosion-proof safety device, wherein the metal caulking ring is sandwiched and electrically connected to the movable piece via the temperature-sensitive resistance element ring.
【請求項6】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項
4、請求項5のいずれかに記載の電池において、前記金
属かしめリングと前記絶縁リングとの間に正特性の感温
抵抗素子リングと第2の金属リングとが挟み込まれ、前
記金属かしめリングは前記感温抵抗素子リングおよび前
記第2の金属リングを介して前記可動片に電気的に接続
されていることを特徴とする防爆安全装置を備えた電
池。
6. The battery according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, or claim 5, wherein the temperature sensing having a positive characteristic is provided between the metal caulking ring and the insulating ring. A resistance element ring and a second metal ring are sandwiched, and the metal caulking ring is electrically connected to the movable piece through the temperature sensitive resistance element ring and the second metal ring. Batteries with explosion-proof safety device.
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