JPH1027596A - 密閉型電池用防爆封口板 - Google Patents
密閉型電池用防爆封口板Info
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- JPH1027596A JPH1027596A JP8178875A JP17887596A JPH1027596A JP H1027596 A JPH1027596 A JP H1027596A JP 8178875 A JP8178875 A JP 8178875A JP 17887596 A JP17887596 A JP 17887596A JP H1027596 A JPH1027596 A JP H1027596A
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- Japan
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- plate
- sealing plate
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- proof sealing
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- 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
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- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温保存中においても電解液がPTC素子ま
で侵入せず、内部抵抗の上昇しない電池特性の優れた密
閉型電池用防爆封口板を提供する。 【解決手段】 ガス排出孔5aを有する蓋板5と防爆弁
体6の間に撥水性を有する多孔膜9を配設し、安全弁の
作動特性に影響を与えず、かつ電池保存特性の優れた密
閉型電池用防爆封口板を提供することができる。
で侵入せず、内部抵抗の上昇しない電池特性の優れた密
閉型電池用防爆封口板を提供する。 【解決手段】 ガス排出孔5aを有する蓋板5と防爆弁
体6の間に撥水性を有する多孔膜9を配設し、安全弁の
作動特性に影響を与えず、かつ電池保存特性の優れた密
閉型電池用防爆封口板を提供することができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は密閉型電池用防爆封
口板に関するものである。
口板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、使用機器の消費電流は小さくなる
傾向があり、それに伴って電池の使用期間は長期化する
傾向にある。従って電池設計上においては、長期に亘っ
て安定した密閉性,気密性が要求され、極めて気密度の
高い封口がなされている。
傾向があり、それに伴って電池の使用期間は長期化する
傾向にある。従って電池設計上においては、長期に亘っ
て安定した密閉性,気密性が要求され、極めて気密度の
高い封口がなされている。
【0003】図4に、従来例の防爆封口板を用いた円筒
形リチウムイオン二次電池を示す。図において、Aは防
爆封口板、Bは発電要素群であり、正極10は遷移金属
のリチウム含有複合酸化物を主材として、これに導電
材,結着剤を加えたものである。負極11は炭素材を用
いたものである。この正極10,負極11はポリエチレ
ンやポリプロピレンフィルムからなるセパレータ12を
介して渦巻状に構成している。この極板群に電解液とし
て、エチルカーボネート,エチルメチルカーボネート等
の溶媒を混合したものを使用し、溶質としてLiPF6
等を溶解させたものを電解液として含浸させて発電要素
を形成している。13は電池容器で負極端子を兼ねてい
る。その材質としては0.2mm程度の厚みを有する耐
触メッキを施した鉄が用いられる。14は正極10と防
爆封口板Aに接続された正極リード板、15は負極11
と電池容器13を接続する負極リード板、16は下部絶
縁リング、17は上部絶縁リングを示す。そして、防爆
封口板Aは図5に示す構成をしている。
形リチウムイオン二次電池を示す。図において、Aは防
爆封口板、Bは発電要素群であり、正極10は遷移金属
のリチウム含有複合酸化物を主材として、これに導電
材,結着剤を加えたものである。負極11は炭素材を用
いたものである。この正極10,負極11はポリエチレ
ンやポリプロピレンフィルムからなるセパレータ12を
介して渦巻状に構成している。この極板群に電解液とし
て、エチルカーボネート,エチルメチルカーボネート等
の溶媒を混合したものを使用し、溶質としてLiPF6
等を溶解させたものを電解液として含浸させて発電要素
を形成している。13は電池容器で負極端子を兼ねてい
る。その材質としては0.2mm程度の厚みを有する耐
触メッキを施した鉄が用いられる。14は正極10と防
爆封口板Aに接続された正極リード板、15は負極11
と電池容器13を接続する負極リード板、16は下部絶
縁リング、17は上部絶縁リングを示す。そして、防爆
封口板Aは図5に示す構成をしている。
【0004】すなわち、図5において、1は内側ガスケ
ット、2は封口板リング、3は外部端子、4は常温では
小さい抵抗値を示し温度が上昇すると抵抗値が大きくな
る特性をもつ安全素子(以下、PTC素子という)、5
はリードを取り付ける蓋板、6は防爆弁体、7は内端子
板、8は電池容器13と防爆封口板Aとを隔離する外側
ガスケットである。
ット、2は封口板リング、3は外部端子、4は常温では
小さい抵抗値を示し温度が上昇すると抵抗値が大きくな
る特性をもつ安全素子(以下、PTC素子という)、5
はリードを取り付ける蓋板、6は防爆弁体、7は内端子
板、8は電池容器13と防爆封口板Aとを隔離する外側
ガスケットである。
【0005】なお、外部端子3,蓋板5,内端子板7に
は各々ガス排出孔3a,5a,7aが設けられている。
そして万一、電池が外部短絡,内部短絡あるいは過充電
されると、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、電池が破裂する危険性がある。
は各々ガス排出孔3a,5a,7aが設けられている。
そして万一、電池が外部短絡,内部短絡あるいは過充電
されると、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、電池が破裂する危険性がある。
【0006】そこで、電池の防爆封口板Aの中に、金属
箔を合成樹脂フィルムに貼り合わせた薄板を防爆弁体6
として設け、電池の内圧上昇時にこの防爆弁体6が裂け
て電池内のガスを逃がす手段がとられている。さらに、
PTC素子4を防爆弁体6と外部端子3の周辺の間に構
成している。
箔を合成樹脂フィルムに貼り合わせた薄板を防爆弁体6
として設け、電池の内圧上昇時にこの防爆弁体6が裂け
て電池内のガスを逃がす手段がとられている。さらに、
PTC素子4を防爆弁体6と外部端子3の周辺の間に構
成している。
【0007】このような従来の構成では、電解液は蓋板
5のガス排出孔5a,内端子板7のガス排出孔7aを通
じて防爆弁体6まで侵入するため、電池内の内圧上昇時
にPTC素子4まで電解液が達する可能性が非常に高か
った。
5のガス排出孔5a,内端子板7のガス排出孔7aを通
じて防爆弁体6まで侵入するため、電池内の内圧上昇時
にPTC素子4まで電解液が達する可能性が非常に高か
った。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】電池の実使用において
は、高温中に放置,保存されることがあるので、前記従
来の構成では、蓋板5のガス排出孔5a,内端子板7の
ガス排出孔7aを通じて侵入した電解液が、高温保存時
の電池内圧の上昇によりPTC素子4まで侵入し、PT
C素子4と電解液が反応してPTC素子4の抵抗が上が
り、電池の内部抵抗が上昇するという問題点があった。
は、高温中に放置,保存されることがあるので、前記従
来の構成では、蓋板5のガス排出孔5a,内端子板7の
ガス排出孔7aを通じて侵入した電解液が、高温保存時
の電池内圧の上昇によりPTC素子4まで侵入し、PT
C素子4と電解液が反応してPTC素子4の抵抗が上が
り、電池の内部抵抗が上昇するという問題点があった。
【0009】本発明は、上記従来例の問題点を解決する
もので、高温保存中においても電解液がPTC素子まで
侵入せず、内部抵抗の上昇しない電池を得ることを目的
とする。
もので、高温保存中においても電解液がPTC素子まで
侵入せず、内部抵抗の上昇しない電池を得ることを目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の密閉型電池用防爆封口板は金属製の外部端
子と、PTC素子と、電池内圧の上昇に伴って外方に変
形する金属製の防爆弁体と、金属製でガス排出孔を有す
る内端子板と、金属製でガス排出孔を有するリードを取
り付ける蓋板とを積重して絶縁ガスケットに収容した構
成において、前記内端子板と蓋板との間に撥水性を有す
る多孔膜を配設したものである。
に、本発明の密閉型電池用防爆封口板は金属製の外部端
子と、PTC素子と、電池内圧の上昇に伴って外方に変
形する金属製の防爆弁体と、金属製でガス排出孔を有す
る内端子板と、金属製でガス排出孔を有するリードを取
り付ける蓋板とを積重して絶縁ガスケットに収容した構
成において、前記内端子板と蓋板との間に撥水性を有す
る多孔膜を配設したものである。
【0011】そして、撥水性を有する多孔膜の存在によ
って、電池容器内の電解液の上昇は阻止されてPTC素
子には接触しない。従って、電解液とPTC素子が反応
してPTC素子の抵抗を上げることがなく、電池の内部
抵抗の上昇がないものである。
って、電池容器内の電解液の上昇は阻止されてPTC素
子には接触しない。従って、電解液とPTC素子が反応
してPTC素子の抵抗を上げることがなく、電池の内部
抵抗の上昇がないものである。
【0012】
【発明の実施の形態】請求項1記載のように、正極,負
極およびセパレータからなる極板群と、電解液とを収容
した電池容器を密閉する防爆封口板は、金属製の外部端
子と、PTC素子と、電池内圧の上昇に伴って外方に変
形する金属製の防爆弁体と、金属製でガス排出孔を有す
る内端子板と、金属製でガス排出孔を有するリードを取
り付ける蓋板とを積重して絶縁ガスケットに収容した構
成において、前記内端子板と蓋板との間に撥水性を有す
る多孔膜を配設することにより本発明は実施することが
できる。
極およびセパレータからなる極板群と、電解液とを収容
した電池容器を密閉する防爆封口板は、金属製の外部端
子と、PTC素子と、電池内圧の上昇に伴って外方に変
形する金属製の防爆弁体と、金属製でガス排出孔を有す
る内端子板と、金属製でガス排出孔を有するリードを取
り付ける蓋板とを積重して絶縁ガスケットに収容した構
成において、前記内端子板と蓋板との間に撥水性を有す
る多孔膜を配設することにより本発明は実施することが
できる。
【0013】そして前記する実施の形態によって、撥水
性を有する多孔膜が電解液の上昇を阻止し、PTC素子
に電解液が接触することがなく、従ってPTC素子と電
解液が反応してPTC素子の抵抗を大きくすることがな
く、電池の内部抵抗を高めることがない。
性を有する多孔膜が電解液の上昇を阻止し、PTC素子
に電解液が接触することがなく、従ってPTC素子と電
解液が反応してPTC素子の抵抗を大きくすることがな
く、電池の内部抵抗を高めることがない。
【0014】また、請求項2記載のように、撥水性を有
する多孔膜は蓋板と内端子板との間に圧接することがで
き、また、請求項3記載のように、撥水性を有する多孔
膜を蓋板、または内端子板に貼り合わせて実施すること
ができる。
する多孔膜は蓋板と内端子板との間に圧接することがで
き、また、請求項3記載のように、撥水性を有する多孔
膜を蓋板、または内端子板に貼り合わせて実施すること
ができる。
【0015】また、請求項4記載のように、撥水性を有
する多孔膜は多孔性ポリテトラフルオロエチレン膜、ま
たはポリオレフィン系樹脂多孔膜としたり、請求項5記
載のように、ガーレイ数10ないし300秒の透気度を
もつ多孔性ポリテトラフルオロエチレン膜、またはポリ
オレフィン系樹脂多孔膜を用いることにより、効果的に
本発明の効果を発揮することができるものである。
する多孔膜は多孔性ポリテトラフルオロエチレン膜、ま
たはポリオレフィン系樹脂多孔膜としたり、請求項5記
載のように、ガーレイ数10ないし300秒の透気度を
もつ多孔性ポリテトラフルオロエチレン膜、またはポリ
オレフィン系樹脂多孔膜を用いることにより、効果的に
本発明の効果を発揮することができるものである。
【0016】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
【0017】(実施例1)図1は、本発明による撥水性
を有する多孔膜を配した防爆封口板を示し、図4,図5
に示す従来例と同一部品については、同一符号を付して
詳細な説明を省略する。
を有する多孔膜を配した防爆封口板を示し、図4,図5
に示す従来例と同一部品については、同一符号を付して
詳細な説明を省略する。
【0018】図1に示すように、蓋板5に撥水性を有す
る多孔膜9を蓋板5内の底部の水平部5b上に載置し、
ガス排出孔7aを有しその周縁部7bを平坦にした内端
子板7、および内側ガスケット1,防爆弁体6,PTC
素子4,外部端子3を嵌合させ、蓋板5の開口折曲縁5
cを内方に金型でカシメて、蓋板5の底部の水平部5b
と外部端子の周縁平坦部3bによって圧接固定する。そ
の際、撥水性を有する多孔膜9は蓋板5の底部の水平部
5bと内端子板7の周縁部7bにより圧接固定する。
る多孔膜9を蓋板5内の底部の水平部5b上に載置し、
ガス排出孔7aを有しその周縁部7bを平坦にした内端
子板7、および内側ガスケット1,防爆弁体6,PTC
素子4,外部端子3を嵌合させ、蓋板5の開口折曲縁5
cを内方に金型でカシメて、蓋板5の底部の水平部5b
と外部端子の周縁平坦部3bによって圧接固定する。そ
の際、撥水性を有する多孔膜9は蓋板5の底部の水平部
5bと内端子板7の周縁部7bにより圧接固定する。
【0019】なお、本実施例では撥水性を有する多孔膜
9として多孔性ポリテトラフルオロエチレン膜を用い
た。
9として多孔性ポリテトラフルオロエチレン膜を用い
た。
【0020】(実施例2)図2は、本発明の防爆封口板
の実施例2を示し、図2において、多孔性ポリテトラフ
ルオロエチレン膜9はその片面に表面接着処理を施して
おり、内端子板7のガス排出孔7aを閉鎖するように貼
り合わせたものである。
の実施例2を示し、図2において、多孔性ポリテトラフ
ルオロエチレン膜9はその片面に表面接着処理を施して
おり、内端子板7のガス排出孔7aを閉鎖するように貼
り合わせたものである。
【0021】(実施例3)図3は、本発明の防爆封口板
の実施例3を示し、図3において、多孔性ポリテトラフ
ルオロエチレン膜9は実施例2と同様、表面接着処理を
施しており、蓋板5のガス排出孔5aを閉鎖するように
貼り合わせたものである。
の実施例3を示し、図3において、多孔性ポリテトラフ
ルオロエチレン膜9は実施例2と同様、表面接着処理を
施しており、蓋板5のガス排出孔5aを閉鎖するように
貼り合わせたものである。
【0022】(比較例)比較例として、図5に従来の防
爆封口板の構成を示す。
爆封口板の構成を示す。
【0023】電解液は、ケースのガス排出孔5a,フィ
ルターのガス排出孔7aを通じて防爆弁体6まで侵入す
る。
ルターのガス排出孔7aを通じて防爆弁体6まで侵入す
る。
【0024】次に、ガーレイ数10,100,300,
500,1000秒の多孔性ポリテトラフルオロエチレ
ン膜を用い、本実施例1ないし3による構成の防爆封口
板を各10ケ、計30ケずつと比較例を30ケ作製し、
安全機構作動特性を比較確認した。
500,1000秒の多孔性ポリテトラフルオロエチレ
ン膜を用い、本実施例1ないし3による構成の防爆封口
板を各10ケ、計30ケずつと比較例を30ケ作製し、
安全機構作動特性を比較確認した。
【0025】なお、ガーレイ数とは、一定気圧下で10
0ccの気体が透過するのに要する時間(秒)で表現す
る透気度であり、試験方法は規定気圧をかけて電流遮断
圧,防爆弁体6のベント圧を測定する方法で行った。
0ccの気体が透過するのに要する時間(秒)で表現す
る透気度であり、試験方法は規定気圧をかけて電流遮断
圧,防爆弁体6のベント圧を測定する方法で行った。
【0026】その結果を表1に示した。
【0027】
【表1】
【0028】この表1から明らかなように、ガーレイ数
10ないし300秒の膜を用いた電池用安全弁は、従来
のものと同等の電流遮断圧,ベント圧であり、多孔性ポ
リテトラフルオロエチレン膜を介在しても作動特性に影
響を及ぼさないことが判る。
10ないし300秒の膜を用いた電池用安全弁は、従来
のものと同等の電流遮断圧,ベント圧であり、多孔性ポ
リテトラフルオロエチレン膜を介在しても作動特性に影
響を及ぼさないことが判る。
【0029】次に、本発明の実施例による構成の防爆封
口板と比較例のものを用いて円筒形リチウムイオン二次
電池を作製し、高温保存時の特性比較を行った。
口板と比較例のものを用いて円筒形リチウムイオン二次
電池を作製し、高温保存時の特性比較を行った。
【0030】実施例に用いた多孔性ポリテトラフルオロ
エチレン膜の透気度は、ガーレイ数10ないし300秒
のものを用いた。
エチレン膜の透気度は、ガーレイ数10ないし300秒
のものを用いた。
【0031】なお、作製した円筒形電池のサイズは直径
18mm,総高65mmである。試験方法は、各々の電
池を60℃雰囲気中に60日間放置し、内部抵抗を測定
する方法で行った。
18mm,総高65mmである。試験方法は、各々の電
池を60℃雰囲気中に60日間放置し、内部抵抗を測定
する方法で行った。
【0032】その結果を表2に示した。
【0033】
【表2】
【0034】この表2から明らかなように、比較例によ
る電池は保存経過とともに内部抵抗が徐々に上昇してい
るが、本発明の実施例1,2,3による電池の内部抵抗
は変化がないことが判る。比較例による電池の内部抵抗
が上昇するのは、高温保存時のガス発生による電池内圧
上昇に伴い、電解液がPTC素子まで侵入するため、両
者の反応によりPTC素子の抵抗が上昇するためであ
る。
る電池は保存経過とともに内部抵抗が徐々に上昇してい
るが、本発明の実施例1,2,3による電池の内部抵抗
は変化がないことが判る。比較例による電池の内部抵抗
が上昇するのは、高温保存時のガス発生による電池内圧
上昇に伴い、電解液がPTC素子まで侵入するため、両
者の反応によりPTC素子の抵抗が上昇するためであ
る。
【0035】本発明の実施例1,2,3による防爆封口
板を用いた電池は、高温保存時の電池内圧上昇時におい
ても電解液がPTC素子に達することがないため、内部
抵抗は上昇しない。
板を用いた電池は、高温保存時の電池内圧上昇時におい
ても電解液がPTC素子に達することがないため、内部
抵抗は上昇しない。
【0036】なお、実施例2,3において、多孔性ポリ
テトラフルオロエチレン膜の構成法としては、表面接着
処理を施した膜を用い貼り合わせ一体化したが、膜を静
電圧着,超音波溶着,ホットローラによりラミネートし
ても同様の効果が得られた。
テトラフルオロエチレン膜の構成法としては、表面接着
処理を施した膜を用い貼り合わせ一体化したが、膜を静
電圧着,超音波溶着,ホットローラによりラミネートし
ても同様の効果が得られた。
【0037】また本実施例では、撥水性を有する多孔膜
として多孔性ポリテトラフルオロエチレン膜を用いた
が、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン
系樹脂多孔膜を用いても同様の結果が得られた。
として多孔性ポリテトラフルオロエチレン膜を用いた
が、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン
系樹脂多孔膜を用いても同様の結果が得られた。
【0038】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、ガス排出孔を有する蓋板と防爆弁体の中間に撥
水性を有する多孔膜を配設した防爆封口板を用いるもの
であるから、高温保存中においても電解液がPTC素子
まで侵入せず、内部抵抗の上昇しない保存特性の優れた
密閉型電池を得ることができる。
よれば、ガス排出孔を有する蓋板と防爆弁体の中間に撥
水性を有する多孔膜を配設した防爆封口板を用いるもの
であるから、高温保存中においても電解液がPTC素子
まで侵入せず、内部抵抗の上昇しない保存特性の優れた
密閉型電池を得ることができる。
【図1】本発明の実施例1における防爆封口板の断面図
【図2】本発明の実施例2における防爆封口板の断面図
【図3】本発明の実施例3における防爆封口板の断面図
【図4】円筒形リチウムイオン二次電池の構成を示す断
面図
面図
【図5】従来の防爆封口板の断面図
1 内側ガスケット 2 封口板リング 3 外部端子 3a,5a,7a ガス排出孔 3b 周縁平坦部 4 PTC素子 5 蓋板 5b 水平部 5c 開口折曲縁 6 防爆弁体 7 内端子板 7b 周縁部 8 外側ガスケット 9 撥水性を有する多孔膜
Claims (5)
- 【請求項1】 正極,負極およびセパレータからなる極
板群と、電解液とを収容した電池容器を密閉する防爆封
口板は、金属製の外部端子と、常温では小さい抵抗値を
示し温度が上昇すると抵抗値が大きくなる特性をもつ安
全素子と、電池内圧の上昇に伴って外方に変形する金属
製の防爆弁体と、金属製でガス排出孔を有する内端子板
と、金属製でガス排出孔を有するリードを取り付ける蓋
板とを積重して絶縁ガスケットに収容した構成におい
て、前記内端子板と蓋板との間に撥水性を有する多孔膜
を配設したことを特徴とする密閉型電池用防爆封口板。 - 【請求項2】 蓋板と内端子板の間に撥水性を有する多
孔膜を圧接して、蓋板と内端子板とは電気的に導通した
ことを特徴とする請求項1記載の密閉型電池用防爆封口
板。 - 【請求項3】 蓋板のガス排出孔、または内端子板のガ
ス排出孔を閉鎖するように撥水性を有する多孔膜を前記
蓋板、または前記内端子板に貼り合わせたことを特徴と
する請求項1または2記載の密閉型電池用防爆封口板。 - 【請求項4】 撥水性を有する多孔膜として多孔性ポリ
テトラフルオロエチレン膜、またはポリオレフィン系樹
脂多孔膜を用いたことを特徴とする請求項1ないし3の
いずれかに記載の密閉型電池用防爆封口板。 - 【請求項5】 透気度がガーレイ数10ないし300秒
の多孔性ポリテトラフルオロエチレン膜、またはポリオ
レフィン系樹脂多孔膜を用いたことを特徴とする請求項
1ないし4のいずれかに記載の密閉型電池用防爆封口
板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8178875A JPH1027596A (ja) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | 密閉型電池用防爆封口板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8178875A JPH1027596A (ja) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | 密閉型電池用防爆封口板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1027596A true JPH1027596A (ja) | 1998-01-27 |
Family
ID=16056228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8178875A Pending JPH1027596A (ja) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | 密閉型電池用防爆封口板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1027596A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010061972A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Panasonic Corp | 密閉型電池 |
| CN110562056A (zh) * | 2019-10-12 | 2019-12-13 | 中车资阳机车有限公司 | 一种机车用一次性防爆泄压装置 |
| CN110679005A (zh) * | 2017-05-22 | 2020-01-10 | 三星Sdi株式会社 | 二次电池 |
-
1996
- 1996-07-09 JP JP8178875A patent/JPH1027596A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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