JPH1050285A - 電池のキャップ組立体 - Google Patents

電池のキャップ組立体

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JPH1050285A
JPH1050285A JP9116837A JP11683797A JPH1050285A JP H1050285 A JPH1050285 A JP H1050285A JP 9116837 A JP9116837 A JP 9116837A JP 11683797 A JP11683797 A JP 11683797A JP H1050285 A JPH1050285 A JP H1050285A
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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
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏心現象によるガス放出時の圧力偏差を無く
し、高圧下でも耐えられるラバー部材を具備するキャッ
プ組立体を提供する。 【解決手段】 ガス排出口13が形成されたキャップカ
バー11、前記キャップカバー11の上端に組立てられ
て陽極端子となるキャップ12及び前記キャップカバー
11の上端及び下端間に介され前記ガス排出口13を開
閉するラバー部材14よりなる電池のキャップ組立体1
0において、前記ラバー部材14は四角形ヘッドを有す
る帽子状とする。よって、本発明によるキャップ組立体
を採用する電池は従来のキャップ組立体を採用する電池
に比べ、寿命が長く、かつ製品生産性が非常に優秀であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電池のキャップ組立
体に係り、特に電池の内部から発生するガスの排出構造
が改善された電池のキャップ組立体に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の電池の一例を示したもので
あって、直六面体のラバー部材が具備された場合であ
る。
【0003】これを参照すれば、円筒形のケース20が
備えられ、そのケース20の内部には陽極板21と陰極
板22が交互に設けられている。そして、陽極板21と
陰極板22との間には2枚の極板を絶縁させる絶縁部材
23が介されている。
【0004】また、前記陽極板21と陰極板22との積
層部の上端にはラバー部材14が備えられているキャッ
プ12及びキャップカバー11よりなるキャップ組立体
10が設けられている。
【0005】そして、前記キャップ12及びキャップカ
バー11の接合部の周りにはガスケット(図示せず)が
取付けられて、陽極と陰極を絶縁させると同時に電解液
の漏れを防止して電池を保護する。
【0006】電池は充放電の反復により電気を発生する
ことになるが、充電が行われる過程で過充電が起こると
ガスが発生して、電池内圧が急に上昇する。
【0007】電池内圧の上昇はケース20の爆発を誘発
しうる。これを防止する役割をするのがラバー部材14
が具備されたキャップ組立体10であるが、ケース内部
の圧力が所定圧力以上に上昇すればキャップカバー11
のガス排出孔13を閉鎖していたラバー部材14がキャ
ップカバー11から離隔されながらガス排出孔13を開
放してガスを外部に放出させ、ケース20の爆発を防止
するようになっている。
【0008】図5乃至図7は図4に示された電池からキ
ャップ組立体部分を抜粋したものであって、相異なる形
を有する従来のラバー部材を示すための図面である。各
図面において(a)は断面図であり、(b)は正面図で
ある。
【0009】まず、図5はラバー部材が直六面体の場合
であり、図6はラバー部材のヘッド部分が帽子状の場合
であり、図7はラバー部材がスプリング、鉄板及びラバ
ーよりなる組立体の場合である。
【0010】ところで、ラバー部材をキャップ組立体内
に挿入する際、偏心現象が発生する恐れがあり、ラバー
部材がキャップ組立体内で何れか一方に偏ると底部に加
えられる圧力に偏差が生じる。このような圧力の偏差に
よりラバー部材が持上げられる際、ラバー部材の底面に
圧力が少なく加えられる部分がさらに持上げられやすい
のは当然であり、これにより圧力を少なく受ける方にさ
らに多くのガスが放出される現象が発生する。
【0011】このような現象はラバー部材を部分的に硬
化させることにより電池の寿命の短縮を齎すが、圧力の
偏差が大きくなるほどラバー部材の部分硬化及びこれに
起因した電池の寿命短縮が助長されるので、圧力偏差を
適切に調節することは電池の品質向上のため非常に重要
である。
【0012】通常、ラバー部材の底面に加えられる圧力
の偏差は15±2 kgf/cm2 の範囲で調節されることが
望ましい。
【0013】しかし、円筒形ヘッドを有する帽子状ラバ
ー部材または直六面体ラバー部材の場合にはキャップ組
立体への挿入時発生する偏心現象により底部に均等な力
が加えられないので、圧力偏差が助長される。
【0014】即ち、図8(a)に示されたように、キャ
ップ組立体への組立時に直六面体のラバー部材が、例え
ば左側に偏ると力が左側の下面にのみ集中される傾向が
あることがわかる(矢印方向)。
【0015】また、図8(b)に示されたように、円筒
形ヘッドを有する帽子状のラバー部材の場合には、例え
ば左側に偏心現象が起こるとラバー部材の底面に均一に
加えられるべき力が左側に偏って作用することになる
(矢印方向)。
【0016】このように、力が一方に偏ることにより相
対的に力を弱く受ける方に多量のガスが放出される。そ
の結果、多量のガスが放出される側が他側より先に硬化
し始める。
【0017】一方、図7のスプリング、鋼鉄及びラバー
よりなるラバー部材の場合には偏心現象に起因した問題
点はないが、3種類の部品を使用して組立てるため製作
工程が長くなり、コスト面で不利なだけでなく、スプリ
ングの弾性限界に起因してガス発生量の多い高圧用電池
のキャップ組立体としては適さないという問題点があ
る。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のごとき
従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、従来のラバー部材に伴う問題点を改善するこ
とにより偏心現象によるガス放出時の圧力偏差を無く
し、高圧下でも耐えられるラバー部材を具備するキャッ
プ組立体を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、ガス排出口が形成されたキャップカバ
ー、前記キャップカバーの上端に組立てられて陽極端子
となるキャップ及び前記キャップカバーの上端及び下端
間に介され前記ガス排出口を開閉するラバー部材よりな
る電池のキャップ組立体において、前記ラバー部材が四
角形ヘッドを有する帽子状であることを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明を詳し
く説明する。
【0021】図1は本発明によるキャップ組立体を具備
している円筒形電池の斜視図である。図1に示されたよ
うに、本発明のキャップ組立体を具備する電池は円筒形
のケース20が備えられ、そのケース20の内部には陽
極板21と陰極板22が交互に設けられている。
【0022】そして、陽極板21と陰極板22との間に
は2枚の極板を絶縁させる絶縁部材23が介されてい
る。また、前記陽極板21と陰極板22との積層部の上
端にはラバー部材14が備えられているキャップ12及
びキャップカバー11よりなるキャップ組立体10が設
けられている。
【0023】そして、前記キャップ12及びキャップカ
バー11の接合部の周りには、陽極と陰極を絶縁させる
と同時に電解液の漏れを防止して電池を保護しうるよう
にガスケット(図示せず)が取付けられている。
【0024】また、図2(a)及び図2(b)は各々図
1に示された本発明のキャップ組立体部分を抜粋して示
した断面図及び正面図であって、図3は本発明によるキ
ャップ組立体の組立時ラバー部材の偏心現象が発生した
時、底面に加えられる力の分配状態(矢印)を示したも
のである。
【0025】図3を参照すれば、四角形ヘッドを有する
帽子状のラバー部材はキャップ組立体内に組立てられる
際、偏心現象が発生してもラバー部材の底面に加えられ
る力の分配が均等であることがわかる。よって、放出さ
れるガスの圧力偏差が少ないためラバー部材が部分的に
硬化される現象を最大限抑制しうる。
【0026】また、四角形帽子状のラバー部材を具備す
る本発明のキャップ組立体はスプリング、鉄板及びラバ
ーよりなる組立形ラバー部材を具備する従来のキャップ
組立体に比べて製造工程が簡単であり、製造コストが安
く、かつ高圧形電池にも適用可能な利点がある。
【0027】以下実施例及び比較例に基づき本発明の効
果をさらに具体的に説明する。
【0028】(実施例)四角形ヘッドを有する帽子状ラ
バー部材を具備するキャップ組立体を使用して電池を1
00個製造した。
【0029】前記電池の内圧を上昇させながらラバー部
材の圧力統制範囲を測って15±2kgf/cm2 の範囲を
外れる電池の数を数えて不良率を測った。
【0030】また、前記電池に対して充放電を繰返して
ラバー部材が硬化され始まる際の充放電サイクル数を記
録することにより電池の寿命を測った。
【0031】その結果を下記の表に示した。
【0032】(比較例)直六面体ラバー部材を具備する
キャップ組立体を使用して電池を100個製造した。
【0033】前記実施例と同一な方法で不良率と電池寿
命を測った。前記と同様にその結果を下記の表に示し
た。
【0034】
【表1】
【0035】前記結果からわかるように、電池が直六面
体ラバー部材を具備する従来のキャップ組立体を採用す
る場合には、製造される全体電池の10%が所望の圧力
統制範囲を外れてその範囲が15±4 kgf/cm2 にまで
達することが分かる(不良率:10%)。
【0036】これに対し、電池が本発明による四角形ヘ
ッドを有する帽子状のラバー部材を採用する場合には、
4つ電池を除いた全ての電池が所望の圧力統制範囲内に
あることが分かる(不良率:4%)。
【0037】また、従来のキャップ組立体の場合、約5
00回の充放電サイクル以降、ラバー部材が硬化され始
まることにより、電池の寿命が著しく短縮されたが、本
発明のキャップ組立体の場合には約1000回以上の充
放電サイクルが繰返された後、ラバー部材が硬化し始め
ることが分かる。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
キャップ組立体に具備されるラバー部材の形を改善する
ことにより偏心現象が発生しても底面にほぼ均等な力が
加えられるので、部分硬化現象を防止できる。よって、
電池が本発明による四角形ヘッドを有する帽子状のラバ
ー部材を採用する場合、寿命が著しく延長されるだけで
なく生産効率も改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による四角形ヘッドを有する帽子状のラ
バー部材を具備する電池の斜視図。
【図2】(a)図1に示された電池のキャップ組立体を
抜粋して示した断面図。 (b)図1に示された電池のキャップ組立体を抜粋して
示した正面図。
【図3】本発明によるキャップ組立体の組立時、偏心現
象により発生する力の分配状態を説明するための図。
【図4】直六面体のラバー部材を具備した従来の電池の
構造を示した斜視図。
【図5】(a)直六面体ラバー部材を具備した従来の電
池からキャップ組立体部分を抜粋して示した断面図。 (b)直六面体ラバー部材を具備した従来の電池からキ
ャップ組立体部分を抜粋して示した正面図。
【図6】(a)円筒形ヘッドを有する帽子状のラバー部
材を具備した従来の電池からキャップ組立体部分を抜粋
して示した断面図。 (b)円筒形ヘッドを有する帽子状のラバー部材を具備
した従来の電池からキャップ組立体部分を抜粋して示し
た正面図。
【図7】(a)スプリング、鉄板及びラバーよりなる組
立体形のラバー部材を具備した従来の電池からキャップ
組立体部分を抜粋して示した断面図。 (b)スプリング、鉄板及びラバーよりなる組立体形の
ラバー部材を具備した従来の電池からキャップ組立体部
分を抜粋して示した正面図。
【図8】(a)従来の直六面体ラバー部材を具備するキ
ャップ組立体の組立時、偏心現象により発生する力の分
配状態を説明するための図。 (b)従来の円筒形ヘッドを有する帽子状ラバー部材を
具備するキャップ組立体の組立時、偏心現象により発生
する力の分配状態を説明するための図。
【符号の説明】
10 キャップ組立体 11 キャップカバー 12 キャップ 13 ガス排出口 14 ラバー部材 20 電池ケース 21 陽極板 22 陰極板 23 絶縁部材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス排出口が形成されたキャップカバ
    ー、前記キャップカバーの上端に組立てられて陽極端子
    となるキャップ及び前記キャップカバーの上端及び下端
    間に介され前記ガス排出口を開閉するラバー部材よりな
    る電池のキャップ組立体において、 前記ラバー部材が四角形ヘッドを有する帽子状であるこ
    とを特徴とする電池のキャップ組立体。
JP11683797A 1996-05-31 1997-05-07 電池のキャップ組立体 Expired - Lifetime JP4093326B2 (ja)

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