JPH10241653A - 密閉型蓄電池 - Google Patents
密閉型蓄電池Info
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- JPH10241653A JPH10241653A JP9045767A JP4576797A JPH10241653A JP H10241653 A JPH10241653 A JP H10241653A JP 9045767 A JP9045767 A JP 9045767A JP 4576797 A JP4576797 A JP 4576797A JP H10241653 A JPH10241653 A JP H10241653A
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- 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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- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 破断金属箔を電流遮断弁と連結部とに確実に
連結して、しかも電流遮断弁を正確な圧力で連結部から
分離して、異常時に、確実に電流を遮断する。 【解決手段】 密閉型蓄電池は、電池ケース７を、外装
缶８と、この外装缶８の開口部を気密に閉塞する封口蓋
１とで構成している。封口蓋１は、電池ケース７内の異
常な内圧で、接続部分を破断して電流を遮断する電流遮
断弁４を内蔵している。電流遮断弁４は、異常な内圧が
作用すると破断される破断金属箔１４を介して、電極体
９に電気的に連結された連結部２Ａに接続されている。
破断金属箔１４は、一方の面を電流遮断弁４に、他の面
を連結部２Ａに連結している。さらに、破断金属箔１４
は、電流遮断弁４と連結部２Ａに連結される位置が異な
る。電流遮断弁４に異常な圧力が作用すると、破断金属
箔１４が切断されて、電流遮断弁４が連結部２Ａから離
れて電流を遮断する。
連結して、しかも電流遮断弁を正確な圧力で連結部から
分離して、異常時に、確実に電流を遮断する。 【解決手段】 密閉型蓄電池は、電池ケース７を、外装
缶８と、この外装缶８の開口部を気密に閉塞する封口蓋
１とで構成している。封口蓋１は、電池ケース７内の異
常な内圧で、接続部分を破断して電流を遮断する電流遮
断弁４を内蔵している。電流遮断弁４は、異常な内圧が
作用すると破断される破断金属箔１４を介して、電極体
９に電気的に連結された連結部２Ａに接続されている。
破断金属箔１４は、一方の面を電流遮断弁４に、他の面
を連結部２Ａに連結している。さらに、破断金属箔１４
は、電流遮断弁４と連結部２Ａに連結される位置が異な
る。電流遮断弁４に異常な圧力が作用すると、破断金属
箔１４が切断されて、電流遮断弁４が連結部２Ａから離
れて電流を遮断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池内圧が異常に
上昇したときに電流を遮断して、電池の破損を防止する
安全弁を内蔵する密閉型蓄電池に関する。
上昇したときに電流を遮断して、電池の破損を防止する
安全弁を内蔵する密閉型蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】密閉型蓄電池は、使用環境によって一時
的に内圧が上昇することがある。たとえば、大電流で放
電したり、あるいは過充電したりすると、電池ケースの
内部でガスが発生して、電池内圧が上昇することがあ
る。この状態になると、電流を遮断し、さらに、安全弁
を開弁してガスを排出して安全に使用できる。
的に内圧が上昇することがある。たとえば、大電流で放
電したり、あるいは過充電したりすると、電池ケースの
内部でガスが発生して、電池内圧が上昇することがあ
る。この状態になると、電流を遮断し、さらに、安全弁
を開弁してガスを排出して安全に使用できる。
【０００３】内圧が異常に高くなると、電流を遮断する
機構を内蔵する封口蓋を図１の断面図に示す。この図の
封口蓋１は、封口板２とキャップ３との間に電流遮断弁
４を挟着している。電流遮断弁４は、ガスケット５で絶
縁して封口板２に積層し、ＰＴＣ６を介してキャップ３
に電気的に接続している。さらに、電流遮断弁４は、中
央を封口板２の連結部２Ａに溶接して接続される。この
構造の封口蓋１は、封口板２を電池ケース７に内蔵して
いる電極体９に接続する。
機構を内蔵する封口蓋を図１の断面図に示す。この図の
封口蓋１は、封口板２とキャップ３との間に電流遮断弁
４を挟着している。電流遮断弁４は、ガスケット５で絶
縁して封口板２に積層し、ＰＴＣ６を介してキャップ３
に電気的に接続している。さらに、電流遮断弁４は、中
央を封口板２の連結部２Ａに溶接して接続される。この
構造の封口蓋１は、封口板２を電池ケース７に内蔵して
いる電極体９に接続する。
【０００４】この構造の封口蓋１は、下記の動作をし
て、電池の内圧が異常に高くなったときに、電流を遮断
する。 通常の使用状態において、電流遮断弁４は図に示す
ように封口板２に接続されている。したがって、電極体
９は、封口板２と電流遮断弁４とを介してキャップ３に
接続される。
て、電池の内圧が異常に高くなったときに、電流を遮断
する。 通常の使用状態において、電流遮断弁４は図に示す
ように封口板２に接続されている。したがって、電極体
９は、封口板２と電流遮断弁４とを介してキャップ３に
接続される。
【０００５】 電池ケース７の内圧が異常に高くなる
と、電流遮断弁４の下面に高い圧力が作用する。この圧
力は、電流遮断弁４を強く押し上げて、溶接部分を剥離
させる。溶接が剥離すると、図２に示すように、電流遮
断弁４の中央部分が連結部２Ａから離れ、電流遮断弁４
が封口板２に接続されなくなって、電流は遮断される。
と、電流遮断弁４の下面に高い圧力が作用する。この圧
力は、電流遮断弁４を強く押し上げて、溶接部分を剥離
させる。溶接が剥離すると、図２に示すように、電流遮
断弁４の中央部分が連結部２Ａから離れ、電流遮断弁４
が封口板２に接続されなくなって、電流は遮断される。
【０００６】 さらに、電池の内圧が高くなると、電
流遮断弁４自体が開弁する。この状態になると、電池内
の圧力は、開弁した電流遮断弁４を通過して外部に放出
される。したがって、電池の内圧の上昇が阻止される。
流遮断弁４自体が開弁する。この状態になると、電池内
の圧力は、開弁した電流遮断弁４を通過して外部に放出
される。したがって、電池の内圧の上昇が阻止される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】電池の内圧が上昇する
と、溶接した部分を剥離させて電流を遮断する封口蓋
は、正確な圧力で溶接を剥離することが大切である。溶
接を剥離させる圧力が、電流を遮断する電池内圧を特定
するからである。溶接部分が剥離する圧力にばらつきが
あると、電流を遮断する異常な内圧まで上昇していない
低い圧力で電流遮断弁が剥離して電池が使用できなくな
ったり、あるいは逆に、電池の内圧が異常に高くなって
いるのに、電流を遮断できなくなってしまう。
と、溶接した部分を剥離させて電流を遮断する封口蓋
は、正確な圧力で溶接を剥離することが大切である。溶
接を剥離させる圧力が、電流を遮断する電池内圧を特定
するからである。溶接部分が剥離する圧力にばらつきが
あると、電流を遮断する異常な内圧まで上昇していない
低い圧力で電流遮断弁が剥離して電池が使用できなくな
ったり、あるいは逆に、電池の内圧が異常に高くなって
いるのに、電流を遮断できなくなってしまう。
【０００８】電流遮断弁が、直接に封口板に溶接される
のに代えて、アルミニウム箔等の破断されやすい破断金
属箔を介して接続する構造は、電流遮断弁が封口板から
分離される内圧のばらつきを少なくできる。この封口蓋
は、電流遮断弁の溶接部分を剥離させるのではなくて、
破断金属箔を破断させて、電流遮断弁を封口板から切り
離す。このため、破断金属箔が正確な内圧で破断される
と、電流を遮断できる内圧を正確にできる。しかしなが
ら、この構造の密閉型蓄電池も、充分に満足できる状態
で、電流遮断弁を連結部から切り離しできない欠点があ
る。それは、破断金属箔の破断圧力を一定にすることが
難しいからである。とくに、この構造の密閉型蓄電池
は、電流遮断弁と連結部との接続状態、たとえば、破断
金属箔を介して電流遮断弁を連結部に溶接する条件等に
よって、電流遮断弁が連結部から切り離される圧力が変
動する欠点がある。
のに代えて、アルミニウム箔等の破断されやすい破断金
属箔を介して接続する構造は、電流遮断弁が封口板から
分離される内圧のばらつきを少なくできる。この封口蓋
は、電流遮断弁の溶接部分を剥離させるのではなくて、
破断金属箔を破断させて、電流遮断弁を封口板から切り
離す。このため、破断金属箔が正確な内圧で破断される
と、電流を遮断できる内圧を正確にできる。しかしなが
ら、この構造の密閉型蓄電池も、充分に満足できる状態
で、電流遮断弁を連結部から切り離しできない欠点があ
る。それは、破断金属箔の破断圧力を一定にすることが
難しいからである。とくに、この構造の密閉型蓄電池
は、電流遮断弁と連結部との接続状態、たとえば、破断
金属箔を介して電流遮断弁を連結部に溶接する条件等に
よって、電流遮断弁が連結部から切り離される圧力が変
動する欠点がある。
【０００９】本発明はこの欠点を解決することを目的に
開発されたもので、本発明の重要な目的は、簡単な構造
で、電流遮断弁を正確な圧力で連結部から分離して、異
常時には確実に電流を遮断できる密閉型蓄電池を提供す
ることにある。
開発されたもので、本発明の重要な目的は、簡単な構造
で、電流遮断弁を正確な圧力で連結部から分離して、異
常時には確実に電流を遮断できる密閉型蓄電池を提供す
ることにある。
【００１０】さらに、本発明の他の大切な目的は、破断
金属箔を電流遮断弁と連結部とに確実に連結して、しか
も電流遮断弁を正確な内圧で連結部から分離して電流を
遮断できる密閉型蓄電池を提供することにある。
金属箔を電流遮断弁と連結部とに確実に連結して、しか
も電流遮断弁を正確な内圧で連結部から分離して電流を
遮断できる密閉型蓄電池を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の密閉
型蓄電池は、電池ケース７を、外装缶８と、この外装缶
８の開口部を気密に閉塞する封口蓋１とで構成してい
る。封口蓋１は、電池ケース７内の異常な内圧で、接続
部分を破断して電流を遮断する電流遮断弁４を内蔵して
いる。電流遮断弁４は、異常な内圧が作用すると破断さ
れる破断金属箔１４を介して、電極体９に電気的に連結
された連結部２Ａに接続されている。破断金属箔１４
は、一方の面を電流遮断弁４に、他の面を連結部２Ａに
連結している。図において、破断金属箔１４は上面を電
流遮断弁４に、下面を連結部２Ａに接続している。さら
に、破断金属箔１４は、電流遮断弁４と連結部２Ａを同
じ位置では連結せず、連結位置をずらせている。この状
態で、電流遮断弁４と連結部２Ａに接続される破断金属
箔１４は、電流遮断弁４に異常な圧力が作用したとき
に、それ自体が破断される。破断金属箔１４が切断され
ると、電流遮断弁４は連結部２Ａから離れて電流を遮断
する。
型蓄電池は、電池ケース７を、外装缶８と、この外装缶
８の開口部を気密に閉塞する封口蓋１とで構成してい
る。封口蓋１は、電池ケース７内の異常な内圧で、接続
部分を破断して電流を遮断する電流遮断弁４を内蔵して
いる。電流遮断弁４は、異常な内圧が作用すると破断さ
れる破断金属箔１４を介して、電極体９に電気的に連結
された連結部２Ａに接続されている。破断金属箔１４
は、一方の面を電流遮断弁４に、他の面を連結部２Ａに
連結している。図において、破断金属箔１４は上面を電
流遮断弁４に、下面を連結部２Ａに接続している。さら
に、破断金属箔１４は、電流遮断弁４と連結部２Ａを同
じ位置では連結せず、連結位置をずらせている。この状
態で、電流遮断弁４と連結部２Ａに接続される破断金属
箔１４は、電流遮断弁４に異常な圧力が作用したとき
に、それ自体が破断される。破断金属箔１４が切断され
ると、電流遮断弁４は連結部２Ａから離れて電流を遮断
する。
【００１２】本発明の請求項２の密閉型蓄電池は、破断
金属箔１４が破断して電流を遮断する圧力よりも大きな
圧力で開弁するアルミニウム製の薄板で、電流遮断弁４
を製作している。この電流遮断弁４は、連結部２Ａが外
れて電流を遮断した後、さらに電池の内圧が上昇すると
それ自体が破れて電池内のガスを外部に放出する。
金属箔１４が破断して電流を遮断する圧力よりも大きな
圧力で開弁するアルミニウム製の薄板で、電流遮断弁４
を製作している。この電流遮断弁４は、連結部２Ａが外
れて電流を遮断した後、さらに電池の内圧が上昇すると
それ自体が破れて電池内のガスを外部に放出する。
【００１３】本発明の請求項３の密閉型蓄電池は、封口
板２とキャップ３を有する封口蓋１を備える。封口蓋１
は、封口板２とキャップ３との間に、電流遮断弁４を挟
着して固定している。電流遮断弁４は、封口板２からは
絶縁され、キャップ３には通電する状態で固定されてい
る。電流遮断弁４の中央部分は、封口板２の連結部２Ａ
に破断金属箔１４を介して接続されている。
板２とキャップ３を有する封口蓋１を備える。封口蓋１
は、封口板２とキャップ３との間に、電流遮断弁４を挟
着して固定している。電流遮断弁４は、封口板２からは
絶縁され、キャップ３には通電する状態で固定されてい
る。電流遮断弁４の中央部分は、封口板２の連結部２Ａ
に破断金属箔１４を介して接続されている。
【００１４】本発明の請求項４の密閉型蓄電池は、破断
金属箔１４をアルミニウム箔とする。アルミニウム箔の
破断金属箔１４は、電池内圧が異常に高くなったとき
に、確実に破断して電流遮断弁４を連結部２Ａから切り
離し、電流を遮断する。
金属箔１４をアルミニウム箔とする。アルミニウム箔の
破断金属箔１４は、電池内圧が異常に高くなったとき
に、確実に破断して電流遮断弁４を連結部２Ａから切り
離し、電流を遮断する。
【００１５】本発明の請求項５の密閉型蓄電池は、破断
金属箔１４の周縁を連結部２Ａに連結し、中心部分を電
流遮断弁４に連結している。この破断金属箔１４は、電
池内圧が異常に高くなると、リング状に破断されて、電
流遮断弁４を連結部２Ａから分離させる。
金属箔１４の周縁を連結部２Ａに連結し、中心部分を電
流遮断弁４に連結している。この破断金属箔１４は、電
池内圧が異常に高くなると、リング状に破断されて、電
流遮断弁４を連結部２Ａから分離させる。
【００１６】さらに、本発明の請求項６の密閉型蓄電池
は、超音波溶着して、破断金属箔１４を連結部２Ａと電
流遮断弁４とに連結している。
は、超音波溶着して、破断金属箔１４を連結部２Ａと電
流遮断弁４とに連結している。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための密閉型蓄電池を例示する
ものであって、本発明は密閉型蓄電池を下記のものに特
定しない。
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための密閉型蓄電池を例示する
ものであって、本発明は密閉型蓄電池を下記のものに特
定しない。
【００１８】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施の形態に示される部材に対応す
る番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解
決するための手段の欄」に示される部材に付記してい
る。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の
部材に特定するものでは決してない。
理解し易いように、実施の形態に示される部材に対応す
る番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解
決するための手段の欄」に示される部材に付記してい
る。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の
部材に特定するものでは決してない。
【００１９】図３と図４に示す密閉型蓄電池は、円筒状
のリチウムイオン二次電池で、電池ケース７に、電極体
９と電解液（図示せず）を充填している。電池ケース７
は、外装缶８の開口部を封口蓋１で気密に閉塞してい
る。図に示す密閉型蓄電池は、リチウムイオン二次電池
であるが、本発明は電池をリチウムイオン二次電池に特
定しない。密閉型蓄電池は、たとえば、ニッケル−水素
電池やニッケルカドミウム電池等とすることもできる。
密閉型蓄電池は、電極体９の＋−極を、外装缶８と封口
蓋１に電気接続している。
のリチウムイオン二次電池で、電池ケース７に、電極体
９と電解液（図示せず）を充填している。電池ケース７
は、外装缶８の開口部を封口蓋１で気密に閉塞してい
る。図に示す密閉型蓄電池は、リチウムイオン二次電池
であるが、本発明は電池をリチウムイオン二次電池に特
定しない。密閉型蓄電池は、たとえば、ニッケル−水素
電池やニッケルカドミウム電池等とすることもできる。
密閉型蓄電池は、電極体９の＋−極を、外装缶８と封口
蓋１に電気接続している。
【００２０】外装缶８は、有底円筒状に成形されてい
る。この外装缶８は、開口部に封口蓋１をかしめて固定
して、気密に閉塞している。封口蓋１と外装缶８の間に
は、絶縁パッキン１０を挟着している。絶縁パッキン１
０は外装缶８と封口蓋１とを電気的に絶縁すると共に、
この間のガス漏れを防止している。
る。この外装缶８は、開口部に封口蓋１をかしめて固定
して、気密に閉塞している。封口蓋１と外装缶８の間に
は、絶縁パッキン１０を挟着している。絶縁パッキン１
０は外装缶８と封口蓋１とを電気的に絶縁すると共に、
この間のガス漏れを防止している。
【００２１】図５は前記密閉型蓄電池の封口蓋１の断面
図である。封口蓋１は、封口板２の上面に、絶縁材であ
るガスケット５と電流遮断弁４とＰＴＣ６とキャップ３
を積層し、封口板２の周縁をかしめて、これ等を挟着し
て固定している。
図である。封口蓋１は、封口板２の上面に、絶縁材であ
るガスケット５と電流遮断弁４とＰＴＣ６とキャップ３
を積層し、封口板２の周縁をかしめて、これ等を挟着し
て固定している。
【００２２】封口板２とキャップ３は円盤状の導電性の
金属板である。封口板２はキャップ３よりも大きく、そ
の周縁を上方に折曲してかしめて固定している。封口板
２は、中心を電流遮断弁４の連結部２Ａとし、連結部２
Ａの外側にガス抜孔１１を開口し、さらに中央部分を下
方に突出させる形状に成形している。キャップ３は中央
部分を上方に突出させる形状に成形して、突出部の側部
に排気口１２を開口している。
金属板である。封口板２はキャップ３よりも大きく、そ
の周縁を上方に折曲してかしめて固定している。封口板
２は、中心を電流遮断弁４の連結部２Ａとし、連結部２
Ａの外側にガス抜孔１１を開口し、さらに中央部分を下
方に突出させる形状に成形している。キャップ３は中央
部分を上方に突出させる形状に成形して、突出部の側部
に排気口１２を開口している。
【００２３】ガスケット５は、封口板２を、電流遮断弁
４とキャップ３から絶縁するように、封口板２の上面か
ら、周囲のかしめ部の内面に沿って固定されている。ガ
スケット５は、たとえば、プラスチック製の絶縁材が使
用される。
４とキャップ３から絶縁するように、封口板２の上面か
ら、周囲のかしめ部の内面に沿って固定されている。ガ
スケット５は、たとえば、プラスチック製の絶縁材が使
用される。
【００２４】電流遮断弁４は、外形をキャップ３の外形
にほぼ等しい円盤状とし、中央部分を下方に突出する形
状に湾曲させている。この電流遮断弁４は、ガスケット
５の上に積層して、中心の下面を連結部２Ａに接触でき
る形状をしている。電流遮断弁４は、異常時に電流を遮
断すると共に、電池内圧がさらに異常に高くなると破壊
されて、内圧上昇を防止する。したがって、電流遮断弁
４は、電流を遮断する圧力よりも大きな圧力で開弁する
ように、たとえば、０．１〜０．２ｍｍ厚のアルミニウ
ム製薄板で製作される。
にほぼ等しい円盤状とし、中央部分を下方に突出する形
状に湾曲させている。この電流遮断弁４は、ガスケット
５の上に積層して、中心の下面を連結部２Ａに接触でき
る形状をしている。電流遮断弁４は、異常時に電流を遮
断すると共に、電池内圧がさらに異常に高くなると破壊
されて、内圧上昇を防止する。したがって、電流遮断弁
４は、電流を遮断する圧力よりも大きな圧力で開弁する
ように、たとえば、０．１〜０．２ｍｍ厚のアルミニウ
ム製薄板で製作される。
【００２５】電流遮断弁４は、同心円の切欠リング１３
を上下の両面に設けている。下面の切欠リング１３は、
ガスケット５とＰＴＣ６の内周円の近傍に位置する。上
面の切欠リング１３は、下面の切欠部よりも多少内側に
配設される。ふたつの切欠リング１３がある電流遮断弁
４は、異常な内圧が作用して変形するときに、図６に示
すように、外側の切欠リング１３で上方に折曲され、内
側の切欠リング１３で下方に折曲される。この状態に折
曲された電流遮断弁４は、電池内圧が正常に低下して
も、ふたたび、中心部分が連結部２Ａに接触することが
ない。このため、電池の内圧が異常に上昇して電流を遮
断した後は、再び使用できる状態に復帰することがな
く、安全に使用できる。
を上下の両面に設けている。下面の切欠リング１３は、
ガスケット５とＰＴＣ６の内周円の近傍に位置する。上
面の切欠リング１３は、下面の切欠部よりも多少内側に
配設される。ふたつの切欠リング１３がある電流遮断弁
４は、異常な内圧が作用して変形するときに、図６に示
すように、外側の切欠リング１３で上方に折曲され、内
側の切欠リング１３で下方に折曲される。この状態に折
曲された電流遮断弁４は、電池内圧が正常に低下して
も、ふたたび、中心部分が連結部２Ａに接触することが
ない。このため、電池の内圧が異常に上昇して電流を遮
断した後は、再び使用できる状態に復帰することがな
く、安全に使用できる。
【００２６】電流遮断弁４は、下方に湾曲する中心の下
面を、破断金属箔１４を挟着する状態として、すなわ
ち、破断金属箔１４を介して封口板２の連結部２Ａの上
面に接続している。破断金属箔１４は、超音波溶着され
て、下面を封口板２の連結部２Ａに、上面を電流遮断弁
４に連結される。破断金属箔１４は、上下の同じ位置を
電流遮断弁４と封口板２には連結しない。破断金属箔１
４は、電流遮断弁４と封口板２の連結位置が異なるよう
に、電流遮断弁４と封口板２の連結位置をずらせて連結
している。
面を、破断金属箔１４を挟着する状態として、すなわ
ち、破断金属箔１４を介して封口板２の連結部２Ａの上
面に接続している。破断金属箔１４は、超音波溶着され
て、下面を封口板２の連結部２Ａに、上面を電流遮断弁
４に連結される。破断金属箔１４は、上下の同じ位置を
電流遮断弁４と封口板２には連結しない。破断金属箔１
４は、電流遮断弁４と封口板２の連結位置が異なるよう
に、電流遮断弁４と封口板２の連結位置をずらせて連結
している。
【００２７】破断金属箔１４は、図７に示すように、外
周部分を封口板２に連結し、中央部分を電流遮断弁４に
連結している。この図において、Ａのハッチング部分
は、破断金属箔１４と封口板２との連結部分を示し、Ｂ
のハッチング部分は、破断金属箔１４と電流遮断弁４と
の連結部分を示している。破断金属箔１４の中央部分
は、下方に湾曲する電流遮断弁４の中央部分に接触して
確実に連結される。ただ、破断金属箔は、外周部分を電
流遮断弁に連結して、中央部分を封口板に連結すること
もできるのは言うまでもない。さらに、電流遮断弁は、
局部的に異なる位置を、スポット状に電流遮断弁と封口
板に連結することもできる。
周部分を封口板２に連結し、中央部分を電流遮断弁４に
連結している。この図において、Ａのハッチング部分
は、破断金属箔１４と封口板２との連結部分を示し、Ｂ
のハッチング部分は、破断金属箔１４と電流遮断弁４と
の連結部分を示している。破断金属箔１４の中央部分
は、下方に湾曲する電流遮断弁４の中央部分に接触して
確実に連結される。ただ、破断金属箔は、外周部分を電
流遮断弁に連結して、中央部分を封口板に連結すること
もできるのは言うまでもない。さらに、電流遮断弁は、
局部的に異なる位置を、スポット状に電流遮断弁と封口
板に連結することもできる。
【００２８】本発明の密閉型蓄電池は、破断金属箔１４
の異なる位置を、電流遮断弁４と連結部２Ａとに連結
し、電池内圧が異常に高くなったときに、破断金属箔１
４を破断して、電流遮断弁４を連結部２Ａから分離する
ことを特徴とするものである。したがって、本発明の密
閉型蓄電池は、破断金属箔の同じ位置を、電流遮断弁と
連結部に連結したとしても、破断金属箔のある特定の部
分を電流遮断弁に強く連結し、破断金属箔の他の部分を
連結部に強く連結する構造を含むものとする。この構造
の密閉型蓄電池は、破断金属箔が強く連結される部分を
ずらせているので、電池内圧が異常に高くなったときに
は、弱く連結されている部分を速やかに剥離させて、強
く連結されている部分を剥離させずに、破断金属箔を破
断できる。すなわち、弱く連結している部分は、破断金
属箔を破断する作用に影響を与えない。
の異なる位置を、電流遮断弁４と連結部２Ａとに連結
し、電池内圧が異常に高くなったときに、破断金属箔１
４を破断して、電流遮断弁４を連結部２Ａから分離する
ことを特徴とするものである。したがって、本発明の密
閉型蓄電池は、破断金属箔の同じ位置を、電流遮断弁と
連結部に連結したとしても、破断金属箔のある特定の部
分を電流遮断弁に強く連結し、破断金属箔の他の部分を
連結部に強く連結する構造を含むものとする。この構造
の密閉型蓄電池は、破断金属箔が強く連結される部分を
ずらせているので、電池内圧が異常に高くなったときに
は、弱く連結されている部分を速やかに剥離させて、強
く連結されている部分を剥離させずに、破断金属箔を破
断できる。すなわち、弱く連結している部分は、破断金
属箔を破断する作用に影響を与えない。
【００２９】破断金属箔１４は、好ましくは、超音波溶
着して、電流遮断弁４と封口板２とに連結される。超音
波溶着は、封口板２と破断金属箔１４と電流遮断弁４を
３層に積層する状態で、破断金属箔１４の片面を、電流
遮断弁４と封口板２のいずれか一方に選択的に連結でき
る。
着して、電流遮断弁４と封口板２とに連結される。超音
波溶着は、封口板２と破断金属箔１４と電流遮断弁４を
３層に積層する状態で、破断金属箔１４の片面を、電流
遮断弁４と封口板２のいずれか一方に選択的に連結でき
る。
【００３０】破断金属箔１４は、下記のように超音波溶
着して、電流遮断弁４と封口板２に連結される。 電流遮断弁４を連結していない破断金属箔１４を、
封口板２の上に積層し、破断金属箔１４の周縁を超音波
溶着する。この超音波溶着は、たとえば、封口板２を基
台に載せ、破断金属箔１４の表面を超音波ホーンで超音
波振動させて破断金属箔１４を封口板２の連結部２Ａに
連結する。 封口板２に連結された破断金属箔１４の上に、電流
遮断弁４を積層する。電流遮断弁４の表面を、超音波ホ
ーンで超音波振動させる。超音波ホーンは、破断金属箔
１４の中心部分のみを電流遮断弁４に超音波溶着するた
めに、破断金属箔１４の中心部分のみを超音波振動させ
る。局部的に超音波振動される電流遮断弁４は、破断金
属箔１４との境界面が加熱されて、破断金属箔１４の上
面に溶着される。このとき、超音波ホーンの出力を調整
して、破断金属箔１４の上面を電流遮断弁４に超音波溶
着して、下面を封口板２に溶着しないようにできる。
着して、電流遮断弁４と封口板２に連結される。 電流遮断弁４を連結していない破断金属箔１４を、
封口板２の上に積層し、破断金属箔１４の周縁を超音波
溶着する。この超音波溶着は、たとえば、封口板２を基
台に載せ、破断金属箔１４の表面を超音波ホーンで超音
波振動させて破断金属箔１４を封口板２の連結部２Ａに
連結する。 封口板２に連結された破断金属箔１４の上に、電流
遮断弁４を積層する。電流遮断弁４の表面を、超音波ホ
ーンで超音波振動させる。超音波ホーンは、破断金属箔
１４の中心部分のみを電流遮断弁４に超音波溶着するた
めに、破断金属箔１４の中心部分のみを超音波振動させ
る。局部的に超音波振動される電流遮断弁４は、破断金
属箔１４との境界面が加熱されて、破断金属箔１４の上
面に溶着される。このとき、超音波ホーンの出力を調整
して、破断金属箔１４の上面を電流遮断弁４に超音波溶
着して、下面を封口板２に溶着しないようにできる。
【００３１】破断金属箔１４は、これが破断されて電流
遮断弁４を封口板２の連結部２Ａから切り離して電流を
遮断する。したがって、破断金属箔１４の材質と厚さ
で、電流を遮断する電池内圧を制御できる。破断金属箔
１４には、好ましくはアルミニウム箔が使用される。ア
ルミニウム箔である破断金属箔１４は、たとえば、厚さ
を４０〜１００μｍ、好ましくは５０〜７０μｍとす
る。
遮断弁４を封口板２の連結部２Ａから切り離して電流を
遮断する。したがって、破断金属箔１４の材質と厚さ
で、電流を遮断する電池内圧を制御できる。破断金属箔
１４には、好ましくはアルミニウム箔が使用される。ア
ルミニウム箔である破断金属箔１４は、たとえば、厚さ
を４０〜１００μｍ、好ましくは５０〜７０μｍとす
る。
【００３２】アルミニウム箔の破断金属箔１４は、下記
の材質と厚さにすると、電流を遮断する電池内圧、すな
わち、破断金属箔１４が破断されて電流遮断弁４が封口
板２から切り離しされる電池内圧と、電池温度が以下の
ようになった。実施例１〜４のリチウムイオン二次電池
は、破断金属箔１４を下記の材質と厚さのアルミニウム
箔とし、それぞれの実施例において１０個の電池試作
し、電流遮断内圧と電流遮断温度を測定した。試作され
た全てのリチウムイオン二次電池は、下記の内圧で確実
に電流が遮断され、電池ケース７が破裂したり内部燃焼
したものは皆無であった。ただし、破断金属箔１４は、
外周を封口板２に、中央部分を電流遮断弁４に超音波溶
着した。
の材質と厚さにすると、電流を遮断する電池内圧、すな
わち、破断金属箔１４が破断されて電流遮断弁４が封口
板２から切り離しされる電池内圧と、電池温度が以下の
ようになった。実施例１〜４のリチウムイオン二次電池
は、破断金属箔１４を下記の材質と厚さのアルミニウム
箔とし、それぞれの実施例において１０個の電池試作
し、電流遮断内圧と電流遮断温度を測定した。試作され
た全てのリチウムイオン二次電池は、下記の内圧で確実
に電流が遮断され、電池ケース７が破裂したり内部燃焼
したものは皆無であった。ただし、破断金属箔１４は、
外周を封口板２に、中央部分を電流遮断弁４に超音波溶
着した。
【００３３】 実施例１…破断金属箔１４に、５０μ
ｍの１Ｎ３０−Ｏのアルミニウム箔 実施例２…破断金属箔１４に、６０μｍの１Ｎ３０
−Ｏのアルミニウム箔 実施例３…破断金属箔１４に、５０μｍの１Ｎ３０
−Ｈのアルミニウム箔 実施例４…破断金属箔１４に、７０μｍの１Ｎ３０
−Ｈのアルミニウム箔
ｍの１Ｎ３０−Ｏのアルミニウム箔 実施例２…破断金属箔１４に、６０μｍの１Ｎ３０
−Ｏのアルミニウム箔 実施例３…破断金属箔１４に、５０μｍの１Ｎ３０
−Ｈのアルミニウム箔 実施例４…破断金属箔１４に、７０μｍの１Ｎ３０
−Ｈのアルミニウム箔
【００３４】各実施例のリチウムイオン二次電池の電流
遮断内圧は下記のようになった。 実施例１…１１〜１３ｋｇｆ／ｃｍ2 実施例２…１３〜１５ｋｇｆ／ｃｍ2 実施例３…１０〜１２ｋｇｆ／ｃｍ2 実施例４…１３〜１４ｋｇｆ／ｃｍ2
遮断内圧は下記のようになった。 実施例１…１１〜１３ｋｇｆ／ｃｍ2 実施例２…１３〜１５ｋｇｆ／ｃｍ2 実施例３…１０〜１２ｋｇｆ／ｃｍ2 実施例４…１３〜１４ｋｇｆ／ｃｍ2
【００３５】各実施例のリチウムイオン二次電池の電流
遮断温度は下記のようになった。 実施例１…５５〜６５℃ 実施例２…６０〜６５℃ 実施例３…５０〜６０℃ 実施例４…６５〜７０℃
遮断温度は下記のようになった。 実施例１…５５〜６５℃ 実施例２…６０〜６５℃ 実施例３…５０〜６０℃ 実施例４…６５〜７０℃
【００３６】電流遮断弁４とキャップ３との間に挟着さ
れるＰＴＣ６は、電流遮断弁４とキャップ３とを電気的
に接続する。ＰＴＣ６は、温度が高くなると抵抗が大き
くなる。このため、電池温度が上昇したときの電流を制
限する働きがある。ＰＴＣ６は、リング状で、電流遮断
弁４の外周に積層される。
れるＰＴＣ６は、電流遮断弁４とキャップ３とを電気的
に接続する。ＰＴＣ６は、温度が高くなると抵抗が大き
くなる。このため、電池温度が上昇したときの電流を制
限する働きがある。ＰＴＣ６は、リング状で、電流遮断
弁４の外周に積層される。
【００３７】この構造の封口蓋１は、封口板２の上に破
断金属箔１４を超音波溶着した後、ガスケット５と電流
遮断弁４を積層して、電流遮断弁４を破断金属箔１４を
介して封口板２に連結し、さらに、ＰＴＣ６とキャップ
３とを積層し、封口板２の外周をかしめて製造される。
断金属箔１４を超音波溶着した後、ガスケット５と電流
遮断弁４を積層して、電流遮断弁４を破断金属箔１４を
介して封口板２に連結し、さらに、ＰＴＣ６とキャップ
３とを積層し、封口板２の外周をかしめて製造される。
【００３８】この構造の密閉型蓄電池は、正常な使用状
態では、図５に示すように、電流遮断弁４を、破断金属
箔１４を介して封口板２の連結部２Ａに接続している。
電池の内圧が上昇すると、図６に示すように、破断金属
箔１４が破断されて、電流遮断弁４が変形する。この状
態になると、電流遮断弁４が連結部２Ａから離れて電流
が遮断される。さらに、電池の内圧が高くなると、図８
に示すように、電流遮断弁４が変形し、その後内圧がよ
り高くなると、図９に示すように電流遮断弁４が破壊さ
れて、電池内のガスを外部に放出する。電流遮断弁４が
破壊されると、電池内のガスは、ガス抜孔１１から排気
口１２を通過して外部に放出される。
態では、図５に示すように、電流遮断弁４を、破断金属
箔１４を介して封口板２の連結部２Ａに接続している。
電池の内圧が上昇すると、図６に示すように、破断金属
箔１４が破断されて、電流遮断弁４が変形する。この状
態になると、電流遮断弁４が連結部２Ａから離れて電流
が遮断される。さらに、電池の内圧が高くなると、図８
に示すように、電流遮断弁４が変形し、その後内圧がよ
り高くなると、図９に示すように電流遮断弁４が破壊さ
れて、電池内のガスを外部に放出する。電流遮断弁４が
破壊されると、電池内のガスは、ガス抜孔１１から排気
口１２を通過して外部に放出される。
【００３９】
【発明の効果】本発明の密閉型蓄電池は、簡単な構造で
あるにもかかわらず、電流遮断弁を正確な圧力で連結部
から分離し、異常時に、電流を確実に遮断できる特長が
ある。それは、本発明の密閉型蓄電池が、電流遮断弁を
破断金属箔を介して連結部に連結すると共に、破断金属
箔の異なる位置を電流遮断弁と連結部とに連結している
ので、電池内圧が異常に上昇したときには、破断金属箔
が破断されて電流遮断弁が連結部から分離されるからで
ある。破断金属箔自体を破断させる力は、破断金属箔の
材質や厚さで正確に制御できる。このため、破断金属箔
を破断して、電流遮断弁を連結部から切り離して電流を
遮断する本発明の密閉型蓄電池は、異常時に確実に電流
を遮断できる特長がある。
あるにもかかわらず、電流遮断弁を正確な圧力で連結部
から分離し、異常時に、電流を確実に遮断できる特長が
ある。それは、本発明の密閉型蓄電池が、電流遮断弁を
破断金属箔を介して連結部に連結すると共に、破断金属
箔の異なる位置を電流遮断弁と連結部とに連結している
ので、電池内圧が異常に上昇したときには、破断金属箔
が破断されて電流遮断弁が連結部から分離されるからで
ある。破断金属箔自体を破断させる力は、破断金属箔の
材質や厚さで正確に制御できる。このため、破断金属箔
を破断して、電流遮断弁を連結部から切り離して電流を
遮断する本発明の密閉型蓄電池は、異常時に確実に電流
を遮断できる特長がある。
【００４０】さらに、本発明の密閉型蓄電池は、破断金
属箔を電流遮断弁と連結部とに確実に連結して、いいか
えると、電流遮断弁と連結部との連結強度を調整するこ
となく、電流遮断弁を正確な内圧で連結部から分離して
電流を遮断できる特長がある。それは、本発明の密閉型
蓄電池が、電流遮断弁の連結部分を分離して連結部から
切り離すのではなく、破断金属箔を破断させて電流遮断
弁を連結部から切り離すからである。このため、本発明
の密閉型蓄電池は、破断金属箔を確実に剥離しないよう
に電流遮断弁と連結部とに連結でき、この連結強度を調
整する必要がないので、均質な電池を安価に多量生産で
きる。
属箔を電流遮断弁と連結部とに確実に連結して、いいか
えると、電流遮断弁と連結部との連結強度を調整するこ
となく、電流遮断弁を正確な内圧で連結部から分離して
電流を遮断できる特長がある。それは、本発明の密閉型
蓄電池が、電流遮断弁の連結部分を分離して連結部から
切り離すのではなく、破断金属箔を破断させて電流遮断
弁を連結部から切り離すからである。このため、本発明
の密閉型蓄電池は、破断金属箔を確実に剥離しないよう
に電流遮断弁と連結部とに連結でき、この連結強度を調
整する必要がないので、均質な電池を安価に多量生産で
きる。
【図１】従来の密閉型蓄電池の封口蓋を示す一部断面正
面図
面図
【図２】図１に示す封口蓋の電流遮断弁が連結部から離
れた状態を示す一部断面正面図
れた状態を示す一部断面正面図
【図３】本発明の実施例の密閉型蓄電池の一部断面正面
図
図
【図４】図３に示す密閉型蓄電池の要部拡大一部断面正
面図
面図
【図５】図３に示す密閉型蓄電池の封口蓋を示す一部断
面正面図
面正面図
【図６】図４に示す封口蓋の電流遮断弁が連結部から離
れた状態を示す一部断面正面図
れた状態を示す一部断面正面図
【図７】破断金属箔が封口板および電流遮断弁と連結さ
れる部分を示す平面図
れる部分を示す平面図
【図８】図６に示す封口蓋の電流遮断弁がさらに変形し
た状態を示す一部断面正面図
た状態を示す一部断面正面図
【図９】図８に示す封口蓋の電流遮断弁が破断した状態
を示す一部断面正面図
を示す一部断面正面図
１…封口蓋 ２…封口板 ２Ａ…連結部 ３…キャップ ４…電流遮断弁 ５…ガスケット ６…ＰＴＣ ７…電池ケース ８…外装缶 ９…電極体 １０…絶縁パッキン １１…ガス抜孔 １２…排気口 １３…切欠リング １４…破断金属箔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大木 雅統 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 森下 拓磨 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 電池ケース(7)が、外装缶(8)と、この外
装缶(8)の開口部を気密に閉塞する封口蓋(1)とからな
り、封口蓋(1)が、電池ケース(7)内の異常な内圧で、接
続部分を破断して電流を遮断する電流遮断弁(4)を内蔵
してなる密閉型蓄電池において、 電流遮断弁(4)が、異常な内圧が作用すると破断される
破断金属箔(14)を介して、電極体(9)に電気的に連結さ
れた連結部(2A)に接続されており、破断金属箔(14)は、
一方の面を電流遮断弁(4)に、他の面を連結部(2A)に連
結すると共に、電流遮断弁(4)と連結部(2A)に連結され
る位置が異なり、電流遮断弁(4)に異常な圧力が作用す
ると、破断金属箔(14)が切断されて、電流遮断弁(4)が
連結部(2A)から離れて電流を遮断するように構成されて
なる密閉型蓄電池。 - 【請求項２】 電流遮断弁(4)が、電流を遮断する圧力
よりも大きな圧力で開弁するアルミニウム製の薄板であ
る請求項１に記載される密閉型蓄電池。 - 【請求項３】 封口蓋(1)が、封口板(2)とキャップ(3)
とを備え、封口板(2)とキャップ(3)との間に電流遮断弁
(4)が挟着して固定されると共に、電流遮断弁(4)は封口
板(2)から絶縁され、キャップ(3)には通電する状態で固
定されており、電流遮断弁(4)の中央部分が封口板(2)の
連結部(2A)に破断金属箔(14)を介して接続されてなる請
求項１に記載される密閉型蓄電池。 - 【請求項４】 破断金属箔(14)がアルミニウム箔である
請求項１に記載される密閉型蓄電池。 - 【請求項５】 破断金属箔(14)の周縁が連結部(2A)に連
結され、中心部分が電流遮断弁(4)に連結されている請
求項１に記載される密閉型蓄電池。 - 【請求項６】 超音波溶着して破断金属箔(14)が連結部
(2A)と電流遮断弁(4)に連結されている請求項１に記載
される密閉型蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04576797A JP3579206B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 密閉型蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04576797A JP3579206B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 密閉型蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10241653A true JPH10241653A (ja) | 1998-09-11 |
| JP3579206B2 JP3579206B2 (ja) | 2004-10-20 |
Family
ID=12728453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04576797A Expired - Fee Related JP3579206B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 密閉型蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3579206B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005251447A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉型円筒電池用安全弁およびその製造方法 |
| US7781088B2 (en) | 2006-08-11 | 2010-08-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary cell |
| US8697269B2 (en) | 2007-12-10 | 2014-04-15 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Sealed battery |
| JP2014186949A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Toyota Industries Corp | 蓄電装置および二次電池 |
| US8936861B2 (en) | 2008-11-06 | 2015-01-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Sealed battery |
| US9666846B2 (en) | 2006-08-11 | 2017-05-30 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| WO2019235721A1 (ko) * | 2018-06-05 | 2019-12-12 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지 |
-
1997
- 1997-02-28 JP JP04576797A patent/JP3579206B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005251447A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉型円筒電池用安全弁およびその製造方法 |
| US7781088B2 (en) | 2006-08-11 | 2010-08-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary cell |
| US9666846B2 (en) | 2006-08-11 | 2017-05-30 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| US8697269B2 (en) | 2007-12-10 | 2014-04-15 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Sealed battery |
| US8936861B2 (en) | 2008-11-06 | 2015-01-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Sealed battery |
| JP2014186949A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Toyota Industries Corp | 蓄電装置および二次電池 |
| WO2019235721A1 (ko) * | 2018-06-05 | 2019-12-12 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3579206B2 (ja) | 2004-10-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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