JPH11167909A - 非水電解液電池用防爆弁装置 - Google Patents
非水電解液電池用防爆弁装置Info
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- JPH11167909A JPH11167909A JP9332632A JP33263297A JPH11167909A JP H11167909 A JPH11167909 A JP H11167909A JP 9332632 A JP9332632 A JP 9332632A JP 33263297 A JP33263297 A JP 33263297A JP H11167909 A JPH11167909 A JP H11167909A
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- proof valve
- sealing plate
- valve device
- plate
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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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池の誤使用や異常事態等での電池内圧の上
昇に対して精度良くガスを排出することができ、かつ耐
漏液性に優れた高い安全性と信頼性を有する防爆弁装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】 ケース１の開口部を封口し、防爆弁用穴
部４に樹脂膜２ｂを溶着した封口板２と、封口板２の中
央部に挿入された端子を兼ねるリベット５と、封口板２
とリベット５を絶縁する樹脂製の上部絶縁ガスケット６
を備え、リベット５の下部絶縁ガスケット８を介してリ
ベット５と極板群１１の同極性のリード板とを電気的に
接続する金属製のワッシャー７を備え非水電解液電池用
防爆弁装置とする。
昇に対して精度良くガスを排出することができ、かつ耐
漏液性に優れた高い安全性と信頼性を有する防爆弁装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】 ケース１の開口部を封口し、防爆弁用穴
部４に樹脂膜２ｂを溶着した封口板２と、封口板２の中
央部に挿入された端子を兼ねるリベット５と、封口板２
とリベット５を絶縁する樹脂製の上部絶縁ガスケット６
を備え、リベット５の下部絶縁ガスケット８を介してリ
ベット５と極板群１１の同極性のリード板とを電気的に
接続する金属製のワッシャー７を備え非水電解液電池用
防爆弁装置とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄型の非水電解液
電池の、特にその封口板の防爆弁装置に関するものであ
る。
電池の、特にその封口板の防爆弁装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、通信機，ＡＶ機器，パソコンのコ
ードレス化，ポータブル化に伴いその駆動用電源である
電池に対して小型，軽量，高エネルギー密度化の要望が
強まっている。特にリチウム二次電池は高エネルギー密
度を有する電池であり次世代の主力電池として期待さ
れ、その潜在的市場規模も大きい。また、形状としては
機器の薄型化あるいは機器のスペースの有効利用の観点
からも角形電池の要望が高まっている。
ードレス化，ポータブル化に伴いその駆動用電源である
電池に対して小型，軽量，高エネルギー密度化の要望が
強まっている。特にリチウム二次電池は高エネルギー密
度を有する電池であり次世代の主力電池として期待さ
れ、その潜在的市場規模も大きい。また、形状としては
機器の薄型化あるいは機器のスペースの有効利用の観点
からも角形電池の要望が高まっている。
【０００３】しかし、リチウム二次電池は短絡，過充
電，逆充電等の電池の誤使用や、異常事態において電解
液や活物質の分解により電池内でガスが発生し、蓄積さ
れて電池内圧が急激に上昇することにより破裂や発火す
る可能性があった。
電，逆充電等の電池の誤使用や、異常事態において電解
液や活物質の分解により電池内でガスが発生し、蓄積さ
れて電池内圧が急激に上昇することにより破裂や発火す
る可能性があった。
【０００４】このような電池の急激な内圧上昇を未然に
防止するために、特開平２−１１２１５１号公報に示さ
れたように内圧の上昇に伴い変形する防爆弁が備えられ
ており、電池内圧値が所定の値に達した時、防爆弁が破
断して電池内に蓄積されたガスを電池外に放出する防爆
弁装置が知られている。
防止するために、特開平２−１１２１５１号公報に示さ
れたように内圧の上昇に伴い変形する防爆弁が備えられ
ており、電池内圧値が所定の値に達した時、防爆弁が破
断して電池内に蓄積されたガスを電池外に放出する防爆
弁装置が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような防爆弁装置を備えた電池は、複雑な電流遮断機構
あるいは防爆構造を備えており、その構造が複雑である
ため製造工程に数々の検査工程を具備しなければならず
信頼性の高い防爆弁装置を得ることは困難であった。
ような防爆弁装置を備えた電池は、複雑な電流遮断機構
あるいは防爆構造を備えており、その構造が複雑である
ため製造工程に数々の検査工程を具備しなければならず
信頼性の高い防爆弁装置を得ることは困難であった。
【０００６】本発明は、前記従来例に比較して高い信頼
性を有する防爆弁装置を提供するものである。
性を有する防爆弁装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の構成は、極板群
と電解液を内部に収納するケースと、前記ケースの開口
部を封口し防爆弁を備えた封口板と、前記封口板に配設
された端子を兼ねるリベットと、前記封口板と前記リベ
ットを絶縁する樹脂製の上部絶縁ガスケットと、前記リ
ベットの下部は樹脂製の下部絶縁ガスケットを介して前
記リベットと同極性のリード板とを電気的に接続する金
属製のワッシャーを備えており、前記封口板は、蓋板に
防爆弁用穴部が設けられており、前記防爆弁用穴部の下
部をポリプロピレン樹脂膜で覆うように構成されてい
る。
と電解液を内部に収納するケースと、前記ケースの開口
部を封口し防爆弁を備えた封口板と、前記封口板に配設
された端子を兼ねるリベットと、前記封口板と前記リベ
ットを絶縁する樹脂製の上部絶縁ガスケットと、前記リ
ベットの下部は樹脂製の下部絶縁ガスケットを介して前
記リベットと同極性のリード板とを電気的に接続する金
属製のワッシャーを備えており、前記封口板は、蓋板に
防爆弁用穴部が設けられており、前記防爆弁用穴部の下
部をポリプロピレン樹脂膜で覆うように構成されてい
る。
【０００８】これにより、短絡，過充電，逆充電等の電
池の誤使用や、異常事態における電池内圧の上昇に対し
て、封口板に設けられた防爆弁のポリプロピレン樹脂膜
が破断し、電池内のガスを排出することにより電池の急
激な温度上昇や電池内圧の上昇を効果的に防止すること
が可能となる。なお、防爆弁である樹脂膜の材質として
は、ポリプロピレンの他にポリエチレンテレフタレート
樹脂，ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂，ポリサルホ
ン樹脂から選ばれた１種類が好適である。
池の誤使用や、異常事態における電池内圧の上昇に対し
て、封口板に設けられた防爆弁のポリプロピレン樹脂膜
が破断し、電池内のガスを排出することにより電池の急
激な温度上昇や電池内圧の上昇を効果的に防止すること
が可能となる。なお、防爆弁である樹脂膜の材質として
は、ポリプロピレンの他にポリエチレンテレフタレート
樹脂，ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂，ポリサルホ
ン樹脂から選ばれた１種類が好適である。
【０００９】また、樹脂膜の厚みは、１０〜１００μｍ
が好適であり、樹脂膜の破断する圧力は、２〜１５ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 に設定することで、より効果的に電池の急激
な温度上昇や電池内圧の上昇を防止することができる。
が好適であり、樹脂膜の破断する圧力は、２〜１５ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 に設定することで、より効果的に電池の急激
な温度上昇や電池内圧の上昇を防止することができる。
【００１０】また、防爆弁用穴部の上面には防爆弁用穴
部の中心方向に突出する針状突起部を有するように防爆
弁用穴部上面を変形させるか、あるいは防爆弁用穴部の
下面方向に針状突起部を有する金属板を溶接すると、よ
り安定した樹脂膜の破断する圧力が得られる。
部の中心方向に突出する針状突起部を有するように防爆
弁用穴部上面を変形させるか、あるいは防爆弁用穴部の
下面方向に針状突起部を有する金属板を溶接すると、よ
り安定した樹脂膜の破断する圧力が得られる。
【００１１】また、前記封口板の防爆弁は、蓋板に設け
られた防爆弁用穴部の下部にアルミニウム箔を溶着する
か、あるいは蓋板の下面全体にアルミニウム箔を溶着す
る構成とすることにより、短絡，過充電，逆充電等の電
池の誤使用や、異常事態における電池内圧の上昇に対し
て、封口板に設けられた防爆弁のアルミニウム箔が破断
し、電池内のガスを排出することにより電池の急激な温
度上昇や電池内圧の上昇を効果的に防止することが可能
となる。その際、前記アルミニウム箔は、１０〜４０μ
ｍの厚さが好適であり、アルミニウム箔の破断する圧力
は２〜１５ｋｇｆ／ｃｍ2 に設定することで、より効果
的に電池の急激な温度上昇や電池内圧の上昇を防止する
ことができる。
られた防爆弁用穴部の下部にアルミニウム箔を溶着する
か、あるいは蓋板の下面全体にアルミニウム箔を溶着す
る構成とすることにより、短絡，過充電，逆充電等の電
池の誤使用や、異常事態における電池内圧の上昇に対し
て、封口板に設けられた防爆弁のアルミニウム箔が破断
し、電池内のガスを排出することにより電池の急激な温
度上昇や電池内圧の上昇を効果的に防止することが可能
となる。その際、前記アルミニウム箔は、１０〜４０μ
ｍの厚さが好適であり、アルミニウム箔の破断する圧力
は２〜１５ｋｇｆ／ｃｍ2 に設定することで、より効果
的に電池の急激な温度上昇や電池内圧の上昇を防止する
ことができる。
【００１２】また、防爆弁用穴部の上面には防爆弁用穴
部の中心方向に突出する針状突起部を有するように防爆
弁用穴部上面を変形させるか、あるいは防爆弁用穴部の
下面方向に針状突起部を有する金属板を溶接した場合
は、より安定した樹脂膜を破断する圧力が得られる。
部の中心方向に突出する針状突起部を有するように防爆
弁用穴部上面を変形させるか、あるいは防爆弁用穴部の
下面方向に針状突起部を有する金属板を溶接した場合
は、より安定した樹脂膜を破断する圧力が得られる。
【００１３】また、封口板の上部絶縁ガスケットおよび
下部絶縁ガスケットは、耐熱性に優れ、かつ耐電解液性
に優れたポリエチレンテレフタレート樹脂，ペルフルオ
ロアルコキシフッ素樹脂，ポリサルホン樹脂，ポリフェ
ニレンスルフィド樹脂から選ばれた１種類の材質でそれ
ぞれ成形した場合は、それらを組み合わせることで耐漏
液性に優れ信頼性の高い封口板が得られる。また下部絶
縁ガスケットは、極板群のリード板とを電気的に接続す
る金属製のワッシャーを囲むように極板群の方向に折れ
曲がった形状にした場合には、ワッシャーと極板群との
接触を防止し、安全性の高い電池が得られる。
下部絶縁ガスケットは、耐熱性に優れ、かつ耐電解液性
に優れたポリエチレンテレフタレート樹脂，ペルフルオ
ロアルコキシフッ素樹脂，ポリサルホン樹脂，ポリフェ
ニレンスルフィド樹脂から選ばれた１種類の材質でそれ
ぞれ成形した場合は、それらを組み合わせることで耐漏
液性に優れ信頼性の高い封口板が得られる。また下部絶
縁ガスケットは、極板群のリード板とを電気的に接続す
る金属製のワッシャーを囲むように極板群の方向に折れ
曲がった形状にした場合には、ワッシャーと極板群との
接触を防止し、安全性の高い電池が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の非水電解液電池用防爆弁
装置では、極板群と電解液を内部に収納するケースと、
前記ケースの開口部を封口し、防爆弁用穴部に樹脂膜を
溶着した封口板と、封口板の中央部に挿入された端子を
兼ねるリベットと、封口板とリベットを絶縁する上部絶
縁ガスケットと、リベットの下部絶縁ガスケットを介し
てリベットと極板群の同極性のリード板とを電気的に接
続する金属製のワッシャーを備えており、ケースと封口
板は、レーザ溶接によって溶着することができ、封口板
に注液口を設けたもの、封口板の周縁部が凹状にへこん
だもの、防爆弁用穴部が円形であるもの、防爆弁用穴部
の上面に防爆弁用穴部の中心方向に突出する針状突起部
を有するように防爆弁用穴部上面を変形させたもの、あ
るいは防爆弁用穴部の上面に、防爆弁用穴部の下面方向
に針状の突出部を有する金属板を溶接しているもの、ま
た、封口板の蓋板の防爆弁用穴部の下部あるいは蓋板の
下面全体をアルミニウム箔で覆うか超音波溶着によりア
ルミニウム箔が溶着されているものを実施形態とするこ
とができる。
装置では、極板群と電解液を内部に収納するケースと、
前記ケースの開口部を封口し、防爆弁用穴部に樹脂膜を
溶着した封口板と、封口板の中央部に挿入された端子を
兼ねるリベットと、封口板とリベットを絶縁する上部絶
縁ガスケットと、リベットの下部絶縁ガスケットを介し
てリベットと極板群の同極性のリード板とを電気的に接
続する金属製のワッシャーを備えており、ケースと封口
板は、レーザ溶接によって溶着することができ、封口板
に注液口を設けたもの、封口板の周縁部が凹状にへこん
だもの、防爆弁用穴部が円形であるもの、防爆弁用穴部
の上面に防爆弁用穴部の中心方向に突出する針状突起部
を有するように防爆弁用穴部上面を変形させたもの、あ
るいは防爆弁用穴部の上面に、防爆弁用穴部の下面方向
に針状の突出部を有する金属板を溶接しているもの、ま
た、封口板の蓋板の防爆弁用穴部の下部あるいは蓋板の
下面全体をアルミニウム箔で覆うか超音波溶着によりア
ルミニウム箔が溶着されているものを実施形態とするこ
とができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例を図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１６】図１は、本発明の非水電解液電池用防爆弁
装置を装着した電池の断面図の一例である。１はアルミ
ニウム製の角形のケースである。２は封口板で、アルミ
ニウム製の平板状の蓋板２ａに防爆弁３が設けられてい
る。そして、防爆弁３は蓋板２ａの防爆弁用穴部４の下
面がポリプロピレン製の樹脂膜２ｂで覆われている。こ
の封口板２は角形のケース１とレーザ溶接されている。
５はニッケルメッキされた鉄製の端子を兼ね、封口板２
の中央部に配設されたリベット、６は封口板２とリベッ
ト５を絶縁する上部絶縁ガスケット、７はニッケルメッ
キされた鉄製のワッシャー、８は封口板２とワッシャー
７を絶縁する下部絶縁ガスケットである。このリベット
５は封口板２の中央部の開口部に上部絶縁ガスケット６
を介して挿入され、リベット５の下部に下部絶縁ガスケ
ット８を介してワッシャー７を配設した後、リベット５
をかしめることによりリベット５とワッシャー７の電気
的接続をとるとともに、蓋板２ａとの絶縁も確保してい
る。９は蓋板２ａに開けられた注液口で、１０は注液口
９を塞ぐ栓である。１１は正極板，負極板をセパレータ
を介して巻回し、長円形にプレス圧縮された極板群であ
る。１２は正極板から取り出したアルミニウム製の正極
集電用リードで蓋板２ａに溶接されている。また、１３
は負極板から取り出したニッケル製の負極集電用リード
でワッシャー７に溶接されている。従って、電池として
はケース１が正極で、リベット５からなる端子が負極と
なる。そして、この封口板２では、電池の短絡，過充
電，逆充電等の異常使用時における電池内のガスの蓄積
による電池内圧が上昇した際には、封口板２に設けられ
た防爆弁用穴部４のポリプロピレンの樹脂膜２ｂが破断
され、電池内のガスを排出することにより、電池内圧の
急激な上昇を防止することが可能となる。
装置を装着した電池の断面図の一例である。１はアルミ
ニウム製の角形のケースである。２は封口板で、アルミ
ニウム製の平板状の蓋板２ａに防爆弁３が設けられてい
る。そして、防爆弁３は蓋板２ａの防爆弁用穴部４の下
面がポリプロピレン製の樹脂膜２ｂで覆われている。こ
の封口板２は角形のケース１とレーザ溶接されている。
５はニッケルメッキされた鉄製の端子を兼ね、封口板２
の中央部に配設されたリベット、６は封口板２とリベッ
ト５を絶縁する上部絶縁ガスケット、７はニッケルメッ
キされた鉄製のワッシャー、８は封口板２とワッシャー
７を絶縁する下部絶縁ガスケットである。このリベット
５は封口板２の中央部の開口部に上部絶縁ガスケット６
を介して挿入され、リベット５の下部に下部絶縁ガスケ
ット８を介してワッシャー７を配設した後、リベット５
をかしめることによりリベット５とワッシャー７の電気
的接続をとるとともに、蓋板２ａとの絶縁も確保してい
る。９は蓋板２ａに開けられた注液口で、１０は注液口
９を塞ぐ栓である。１１は正極板，負極板をセパレータ
を介して巻回し、長円形にプレス圧縮された極板群であ
る。１２は正極板から取り出したアルミニウム製の正極
集電用リードで蓋板２ａに溶接されている。また、１３
は負極板から取り出したニッケル製の負極集電用リード
でワッシャー７に溶接されている。従って、電池として
はケース１が正極で、リベット５からなる端子が負極と
なる。そして、この封口板２では、電池の短絡，過充
電，逆充電等の異常使用時における電池内のガスの蓄積
による電池内圧が上昇した際には、封口板２に設けられ
た防爆弁用穴部４のポリプロピレンの樹脂膜２ｂが破断
され、電池内のガスを排出することにより、電池内圧の
急激な上昇を防止することが可能となる。
【００１７】本発明の非水電解液電池用防爆弁装置を装
着した電池は、以下のようにして作製した。正極板は、
活物質であるＬｉＣｏＯ2 に導電剤としてカーボンブラ
ックを、結着剤としてポリ四フッ化エチレンの水性ディ
スパージョンを固形分の重量比で１００：３：１０の割
合で混合したものをアルミニウム箔の両面に塗着，乾燥
し、圧延した後、所定の大きさに切断した。これにアル
ミニウム製の正極集電用リード板を溶接している。負極
板は、炭素質材料を主材料とし、これとスチレンブタジ
エンゴム系結着剤とを重量比で１００：５の割合で混合
したものを銅箔の両面に塗着，乾燥し、圧延した後、所
定の大きさに切断した。これにニッケル製の負極集電用
リードを溶接している。セパレータは、ポリエチレン製
の微多孔フィルムである。正極板，負極板をセパレータ
を介して巻回し、上面が長円形の極板群とする。
着した電池は、以下のようにして作製した。正極板は、
活物質であるＬｉＣｏＯ2 に導電剤としてカーボンブラ
ックを、結着剤としてポリ四フッ化エチレンの水性ディ
スパージョンを固形分の重量比で１００：３：１０の割
合で混合したものをアルミニウム箔の両面に塗着，乾燥
し、圧延した後、所定の大きさに切断した。これにアル
ミニウム製の正極集電用リード板を溶接している。負極
板は、炭素質材料を主材料とし、これとスチレンブタジ
エンゴム系結着剤とを重量比で１００：５の割合で混合
したものを銅箔の両面に塗着，乾燥し、圧延した後、所
定の大きさに切断した。これにニッケル製の負極集電用
リードを溶接している。セパレータは、ポリエチレン製
の微多孔フィルムである。正極板，負極板をセパレータ
を介して巻回し、上面が長円形の極板群とする。
【００１８】極板集電用リード１３を封口板２に溶接し
角形のケース１に挿入し、封口板２とケース１をレーザ
溶接により封口する。図１に示したように正極集電用リ
ード１２はアルミニウム製の封口板２の蓋板２ａにレー
ザスポット溶接し、負極集電用リード１３はニッケルメ
ッキされた鉄製のワッシャー７に抵抗溶接した。次に、
電解液を注液口９から所定量注液する。本実施例では、
注液口９の先端にゴム製のリングが取り付けてあるパイ
プを差し込む。パイプは、３方コックが備えてあり、一
方は電池に、一方は真空ポンプに、もう一方は電解液が
入ったポンプに接続されている。
角形のケース１に挿入し、封口板２とケース１をレーザ
溶接により封口する。図１に示したように正極集電用リ
ード１２はアルミニウム製の封口板２の蓋板２ａにレー
ザスポット溶接し、負極集電用リード１３はニッケルメ
ッキされた鉄製のワッシャー７に抵抗溶接した。次に、
電解液を注液口９から所定量注液する。本実施例では、
注液口９の先端にゴム製のリングが取り付けてあるパイ
プを差し込む。パイプは、３方コックが備えてあり、一
方は電池に、一方は真空ポンプに、もう一方は電解液が
入ったポンプに接続されている。
【００１９】パイプを通して電池内を真空ポンプで減圧
に引く。次に、コックを切り替え電解液をポンプから注
入する方法で注液を行った。一度電池内を減圧に引くこ
とで電解液の注入が容易になる。電解液には、エチレン
カーボネートとジエチルカーボネートをモル比で１：３
で混合した溶媒に溶質として六フッ化リン酸リチウムを
１モル／リットルの濃度で溶解したものを用いた。
に引く。次に、コックを切り替え電解液をポンプから注
入する方法で注液を行った。一度電池内を減圧に引くこ
とで電解液の注入が容易になる。電解液には、エチレン
カーボネートとジエチルカーボネートをモル比で１：３
で混合した溶媒に溶質として六フッ化リン酸リチウムを
１モル／リットルの濃度で溶解したものを用いた。
【００２０】（実施例１）封口板２とリベット５を絶縁
する上部絶縁ガスケット６および封口板２とワッシャー
７を絶縁する下部絶縁ガスケット８について説明する。
樹脂材料としては、一般にポリプロピレン樹脂が非水電
解液電池で使用されている。この樹脂は成形性が良くコ
ストも低いためコイン型リチウム電池等で広く用いられ
ているが、高温耐熱性に課題を有している。本発明の封
口板２は、ケース１とレーザ溶接部１４でレーザ溶接す
るため樹脂への熱影響が懸念され熱的に比較的安定な樹
脂であることが望まれる。本実施例では、耐有機溶剤性
や耐熱性等の既存データを参照にポリプロピレン（以
下、ＰＰという），ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂
（以下、ＰＦＡという），ポリサルホン樹脂（以下、Ｐ
Ｓという），ポリフェニレンスルフィド樹脂（以下、Ｐ
ＰＳという）の４種類に絞り込み、それぞれを上部絶縁
ガスケット６と下部絶縁ガスケット８に組み合わせて評
価した。これらの樹脂を用いて封口板２および電池を作
製し、高温保存時の電池漏液試験を行うことで樹脂の選
定を行った。表１に各電池（各ｎ＝１００セル）の漏液
率を示した。なお、漏液試験方法は−５０℃で１時間保
存した後、１００℃で１時間保存する工程を１サイクル
として１０００サイクル後の電池漏液品の数をカウント
した。
する上部絶縁ガスケット６および封口板２とワッシャー
７を絶縁する下部絶縁ガスケット８について説明する。
樹脂材料としては、一般にポリプロピレン樹脂が非水電
解液電池で使用されている。この樹脂は成形性が良くコ
ストも低いためコイン型リチウム電池等で広く用いられ
ているが、高温耐熱性に課題を有している。本発明の封
口板２は、ケース１とレーザ溶接部１４でレーザ溶接す
るため樹脂への熱影響が懸念され熱的に比較的安定な樹
脂であることが望まれる。本実施例では、耐有機溶剤性
や耐熱性等の既存データを参照にポリプロピレン（以
下、ＰＰという），ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂
（以下、ＰＦＡという），ポリサルホン樹脂（以下、Ｐ
Ｓという），ポリフェニレンスルフィド樹脂（以下、Ｐ
ＰＳという）の４種類に絞り込み、それぞれを上部絶縁
ガスケット６と下部絶縁ガスケット８に組み合わせて評
価した。これらの樹脂を用いて封口板２および電池を作
製し、高温保存時の電池漏液試験を行うことで樹脂の選
定を行った。表１に各電池（各ｎ＝１００セル）の漏液
率を示した。なお、漏液試験方法は−５０℃で１時間保
存した後、１００℃で１時間保存する工程を１サイクル
として１０００サイクル後の電池漏液品の数をカウント
した。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１に示したように本発明のような封口板
構造においては、従来使用されていたＰＰに対して、Ｐ
ＦＡ，ＰＳ，ＰＰＳを用いることで飛躍的に耐漏液性が
向上する。また、ＰＦＡ，ＰＳ，ＰＰＳを表１以外に任
意に組み合わせても耐漏液性を確保できる。
構造においては、従来使用されていたＰＰに対して、Ｐ
ＦＡ，ＰＳ，ＰＰＳを用いることで飛躍的に耐漏液性が
向上する。また、ＰＦＡ，ＰＳ，ＰＰＳを表１以外に任
意に組み合わせても耐漏液性を確保できる。
【００２３】（実施例２）封口板２の防爆弁用穴部４の
上面に、穴部の下面方向に針状突起部１５を設ける利点
について説明する。本発明では封口板２の蓋板２ａに防
爆弁用穴部４を設け、その下面をＰＰ膜で覆う防爆弁構
造をしているが、電池内圧が異常に上昇し、防爆弁３が
作動する時にはＰＰ膜が上方に膨らみ、その後、破断す
る。従って、ＰＰ膜の厚みや防爆弁用穴部４の形状等に
より、弁作動圧が大きく影響される。
上面に、穴部の下面方向に針状突起部１５を設ける利点
について説明する。本発明では封口板２の蓋板２ａに防
爆弁用穴部４を設け、その下面をＰＰ膜で覆う防爆弁構
造をしているが、電池内圧が異常に上昇し、防爆弁３が
作動する時にはＰＰ膜が上方に膨らみ、その後、破断す
る。従って、ＰＰ膜の厚みや防爆弁用穴部４の形状等に
より、弁作動圧が大きく影響される。
【００２４】本発明では、図２に示したように防爆弁用
穴部４の上面に、前記防爆弁用穴部４の下面方向に針状
突起部１５を有する金属板１６を溶接することにより防
爆弁作動時に防爆弁３の破断位置を限定し作動圧の安定
化を図ることができる。このような防爆弁用穴部４の上
面に、針状突起部１５を設けた場合と設けない場合での
作動圧のバラツキの比較を行った。その結果を表２に示
した。
穴部４の上面に、前記防爆弁用穴部４の下面方向に針状
突起部１５を有する金属板１６を溶接することにより防
爆弁作動時に防爆弁３の破断位置を限定し作動圧の安定
化を図ることができる。このような防爆弁用穴部４の上
面に、針状突起部１５を設けた場合と設けない場合での
作動圧のバラツキの比較を行った。その結果を表２に示
した。
【００２５】
【表２】
【００２６】表２より明らかなように針状突起部１５を
設けたほうがバラツキが少なく安定する。また、本実施
例では針状突起部１５を有する金属板１６を溶接した
が、図３に示したように封口板２の蓋板２ａ上面の一部
を変形させて針状突起部１５を設けても良い。
設けたほうがバラツキが少なく安定する。また、本実施
例では針状突起部１５を有する金属板１６を溶接した
が、図３に示したように封口板２の蓋板２ａ上面の一部
を変形させて針状突起部１５を設けても良い。
【００２７】（実施例３）封口板２の防爆弁３の弁作動
圧について図４を用いて説明する。防爆弁３は通常の電
池使用時には、電池の密閉性を有し、電池の異常使用時
における電池内圧の急激な上昇時には、確実に弁作動し
電池内のガスを外部に放出する、そのために適正な作動
圧を設定する必要がある。本実施例においては、防爆弁
３としてＰＰ膜および超音波溶接したアルミニウム箔２
ｃを用いて弁作動圧の評価を行った。また、前記防爆弁
３を備えた電池を作製し電池漏液試験と過充電安全性評
価を行った。表３に弁作動圧の評価結果を、また表４に
電池漏液試験および過充電安全性試験結果を示した。な
お、漏液試験方法は−５０℃で１時間保存した後、１０
０℃で１時間保存する工程を１サイクルとして１０００
サイクル後の電池漏液品の数をカウントした。また、過
充電安全性試験方法は満充電状態の電池をさらに無制御
２Ｃ充電した時の電池発火の有無を確認した。
圧について図４を用いて説明する。防爆弁３は通常の電
池使用時には、電池の密閉性を有し、電池の異常使用時
における電池内圧の急激な上昇時には、確実に弁作動し
電池内のガスを外部に放出する、そのために適正な作動
圧を設定する必要がある。本実施例においては、防爆弁
３としてＰＰ膜および超音波溶接したアルミニウム箔２
ｃを用いて弁作動圧の評価を行った。また、前記防爆弁
３を備えた電池を作製し電池漏液試験と過充電安全性評
価を行った。表３に弁作動圧の評価結果を、また表４に
電池漏液試験および過充電安全性試験結果を示した。な
お、漏液試験方法は−５０℃で１時間保存した後、１０
０℃で１時間保存する工程を１サイクルとして１０００
サイクル後の電池漏液品の数をカウントした。また、過
充電安全性試験方法は満充電状態の電池をさらに無制御
２Ｃ充電した時の電池発火の有無を確認した。
【００２８】
【表３】
【００２９】
【表４】
【００３０】表４よりＰＰ膜，アルミニウム箔膜とも
に、１０μｍ以下の厚みでは電池の漏液が発生してい
る。これは電池内の微量水分の分解や電解液の分解等に
よるガス発生により弁作動したと考えられる。また、Ｐ
Ｐ膜１００μｍ以上や、アルミニウム箔膜４０μｍ以上
では弁作動よりもレーザ溶接部１４が先に開放し発火し
たと考えられる。上記結果と表３より、作動圧２〜１５
ｋｇｆ／ｃｍ2 が防爆弁の適正な作動圧である。
に、１０μｍ以下の厚みでは電池の漏液が発生してい
る。これは電池内の微量水分の分解や電解液の分解等に
よるガス発生により弁作動したと考えられる。また、Ｐ
Ｐ膜１００μｍ以上や、アルミニウム箔膜４０μｍ以上
では弁作動よりもレーザ溶接部１４が先に開放し発火し
たと考えられる。上記結果と表３より、作動圧２〜１５
ｋｇｆ／ｃｍ2 が防爆弁の適正な作動圧である。
【００３１】また、本実施例ではＰＰ膜，アルミニウム
箔膜を用いたが、ポリエチレンテレフタレート樹脂膜，
ＰＦＡ膜，ＰＳ膜，ＰＰＳ膜でも良い。
箔膜を用いたが、ポリエチレンテレフタレート樹脂膜，
ＰＦＡ膜，ＰＳ膜，ＰＰＳ膜でも良い。
【００３２】（実施例４）封口板２の下部絶縁ガスケッ
ト８が図１に示したように極板群１１の方向に折れ曲が
った形状をしている利点について説明する。本発明では
下部絶縁ガスケット８を介してワッシャー７を配設しリ
ベット５でかしめる構造であり、前記ワッシャー７には
極板群１１の負極集電用リード１３が溶接されている。
従って、電池の落下衝撃時、特に逆さ向けに落下した場
合等では極板群１１が電池上方にズレ上がり負極集電用
リード１３が折れ曲がって極板群１１に食い込んだり、
ケース１と接触したりして内部ショートを引き起こす可
能性がある。それに対して極板群１１と封口板２の間に
下部絶縁ガスケット８を配設することにより極板群１１
のズレ上がりを抑制し、電池の安全性を確保できると考
えられる。
ト８が図１に示したように極板群１１の方向に折れ曲が
った形状をしている利点について説明する。本発明では
下部絶縁ガスケット８を介してワッシャー７を配設しリ
ベット５でかしめる構造であり、前記ワッシャー７には
極板群１１の負極集電用リード１３が溶接されている。
従って、電池の落下衝撃時、特に逆さ向けに落下した場
合等では極板群１１が電池上方にズレ上がり負極集電用
リード１３が折れ曲がって極板群１１に食い込んだり、
ケース１と接触したりして内部ショートを引き起こす可
能性がある。それに対して極板群１１と封口板２の間に
下部絶縁ガスケット８を配設することにより極板群１１
のズレ上がりを抑制し、電池の安全性を確保できると考
えられる。
【００３３】本発明では、図１に示したように下部絶縁
ガスケット８が極板の負極集電用リード１３と電気的に
接続する金属製のワッシャー７を囲むように極板群１１
の方向に折れ曲がった形状をしていることで落下衝撃時
等において極板のズレ上がりを抑制している。このよう
な下部絶縁ガスケット８の折れ曲がり部を設けた場合と
設けない場合で電池の落下衝撃試験を行い、結果を表５
に示した。なお、電池の落下衝撃試験方法は、電池を逆
さまにして高さ１ｍからコンクリート上に２０回落下し
た時の電池の内部ショート発生数をカウントした。
ガスケット８が極板の負極集電用リード１３と電気的に
接続する金属製のワッシャー７を囲むように極板群１１
の方向に折れ曲がった形状をしていることで落下衝撃時
等において極板のズレ上がりを抑制している。このよう
な下部絶縁ガスケット８の折れ曲がり部を設けた場合と
設けない場合で電池の落下衝撃試験を行い、結果を表５
に示した。なお、電池の落下衝撃試験方法は、電池を逆
さまにして高さ１ｍからコンクリート上に２０回落下し
た時の電池の内部ショート発生数をカウントした。
【００３４】
【表５】
【００３５】表５より明らかなように下部絶縁ガスケッ
トの折れ曲がり部を設けたほうが電池の信頼性を向上す
ることができる。
トの折れ曲がり部を設けたほうが電池の信頼性を向上す
ることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、短絡，過
充電，逆充電等の電池の誤使用や異常事態等での電池内
圧の上昇に対して精度良くガスを排出することができ、
かつ耐漏液性に優れた高い安全性と信頼性を有する非水
電解液電池用の防爆弁装置を提供することができる。
充電，逆充電等の電池の誤使用や異常事態等での電池内
圧の上昇に対して精度良くガスを排出することができ、
かつ耐漏液性に優れた高い安全性と信頼性を有する非水
電解液電池用の防爆弁装置を提供することができる。
【図１】本発明の実施例１，４における防爆弁装置の要
部縦断面図
部縦断面図
【図２】同実施例２における防爆弁装置の要部縦断面図
【図３】同実施例２における防爆弁装置の他の例を示す
要部縦断面図
要部縦断面図
【図４】同実施例３における防爆弁装置の要部縦断面図
１ ケース ２ 封口板 ２ａ 蓋板 ２ｂ 樹脂膜 ２ｃ アルミニウム箔 ３ 防爆弁 ４ 防爆弁用穴部 ５ リベット ６ 上部絶縁ガスケット ７ ワッシャー ８ 下部絶縁ガスケット ９ 注液口 １０ 栓 １１ 極板群 １２ 正極集電用リード １３ 負極集電用リード １４ レーザ溶接部 １５ 針状突起部 １６ 金属板
Claims (10)
- 【請求項１】 極板群と電解液を内部に収容するケース
と、前記ケースの開口部を封口し防爆弁を備えた封口板
と、前記封口板に配設された端子を兼ねるリベットと、
前記封口板と前記リベットを絶縁する樹脂製の上部絶縁
ガスケットと、前記リベットの下部は樹脂製の下部絶縁
ガスケットを介して前記リベットと同極性のリード板と
を電気的に接続する金属製のワッシャーを備えており、
前記封口板は、蓋板に防爆弁用穴部が設けられており、
前記防爆弁用穴部の下部を樹脂膜で覆うことにより構成
した非水電解液電池用防爆弁装置。 - 【請求項２】 上部絶縁ガスケットは、ペルフルオロア
ルコキシフッ素樹脂，ポリサルホン樹脂，ポリフェニレ
ンスルフィド樹脂のなかから選ばれた材質である請求項
１記載の非水電解液電池用防爆弁装置。 - 【請求項３】 下部絶縁ガスケットは、ペルフルオロア
ルコキシフッ素樹脂，ポリサルホン樹脂，ポリフェニレ
ンスルフィド樹脂のなかから選ばれた材質である請求項
１記載の非水電解液電池用防爆弁装置。 - 【請求項４】 下部絶縁ガスケットは、極板群の集電用
リードと電気的に接続する金属製のワッシャーを囲むよ
うに極板群の方向に折れ曲がった形状をしている請求項
１記載の非水電解液電池用防爆弁装置。 - 【請求項５】 防爆弁用穴部の下部に配設された樹脂膜
は、ポリエチレンテレフタレート樹脂，ペルフルオロア
ルコキシフッ素樹脂，ポリサルホン樹脂，ポリフェニレ
ンスルフィド樹脂のなかから選ばれた１種類の材質であ
る請求項１記載の非水電解液電池用防爆弁装置。 - 【請求項６】 防爆弁用穴部の下部に配設された樹脂膜
は、１０〜１００μｍの厚さで構成されており、２〜１
５ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧により破断するようにした請求
項１記載の非水電解液電池用防爆弁装置。 - 【請求項７】 封口板の防爆弁は、蓋板に設けられた防
爆弁用穴部の下部のみをアルミニウム箔で覆うか、ある
いは蓋板の下面全体をアルミニウム箔で覆うことにより
構成されていて、前記アルミニウム箔は、１０〜４０μ
ｍの厚さで構成されており、２〜１５ｋｇｆ／ｃｍ2 の
加圧により破断するようにした請求項１記載の非水電解
液電池用防爆弁装置。 - 【請求項８】 封口板の防爆弁は、蓋板に設けられた防
爆弁用穴部の下部のみを超音波溶着にてアルミニウム箔
で覆うか、あるいは蓋板の下面全体を超音波溶着にてア
ルミニウム箔で覆うことにより構成されていて、前記ア
ルミニウム箔は、１０〜４０μｍの厚さで構成されてお
り、２〜１５ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧により破断するよう
にした請求項１記載の非水電解液電池用防爆弁装置。 - 【請求項９】 封口板の防爆弁用穴部の上面に、前記防
爆弁用穴部の中心方向に突出する針状突起部を有するよ
うに防爆弁用穴部上面を変形させた請求項１記載の非水
電解液電池用防爆弁装置。 - 【請求項１０】 封口板の防爆弁用穴部の上面に、前記
防爆弁用穴部の下面方向に針状突起部を有する金属板を
溶接した請求項１記載の非水電解液電池用防爆弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9332632A JPH11167909A (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 非水電解液電池用防爆弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9332632A JPH11167909A (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 非水電解液電池用防爆弁装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11167909A true JPH11167909A (ja) | 1999-06-22 |
Family
ID=18257131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9332632A Pending JPH11167909A (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 非水電解液電池用防爆弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11167909A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002164025A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角形二次電池 |
| JP2002245991A (ja) * | 2001-02-16 | 2002-08-30 | Osaka Gas Co Ltd | 非水系二次電池 |
| US6835494B2 (en) * | 2000-11-14 | 2004-12-28 | Wako Electronics Co., Ltd. | Cover for secondary battery |
| JP2005056648A (ja) * | 2003-08-01 | 2005-03-03 | Hitachi Maxell Ltd | 密閉型電池 |
| JP2005536019A (ja) * | 2002-08-09 | 2005-11-24 | ザ ジレット カンパニー | フラットケーシングと脱気孔とを備える電気化学電池 |
| JP2007134156A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Nec Tokin Corp | 密閉型電池 |
| JP2007194001A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池応用機器 |
| KR100929033B1 (ko) | 2007-10-05 | 2009-11-26 | 삼성에스디아이 주식회사 | 캡 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지 |
| JP2012094250A (ja) * | 2010-10-22 | 2012-05-17 | Hitachi Maxell Energy Ltd | 密閉型電池 |
| JP2014082432A (ja) * | 2012-10-18 | 2014-05-08 | Mutsuki Denki Kk | 密閉型電気化学デバイス用安全弁 |
| CN105140445A (zh) * | 2015-09-10 | 2015-12-09 | 中天储能科技有限公司 | 一种锂电池泄压防爆阀结构 |
| CN106025112A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-10-12 | 常熟高嘉能源科技有限公司 | 一种正极锂电池盖板 |
| CN107271108A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-10-20 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂电池箱体气密性测试防爆阀密封装置 |
| CN111834557A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-10-27 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 电子器件及其制作方法 |
| CN113381119A (zh) * | 2021-06-10 | 2021-09-10 | 湖北亿纬动力有限公司 | 一种电池制作方法以及电池 |
| WO2021230014A1 (ja) | 2020-05-15 | 2021-11-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 密閉型電池 |
| CN116470247A (zh) * | 2022-01-19 | 2023-07-21 | 三星Sdi株式会社 | 二次电池 |
-
1997
- 1997-12-03 JP JP9332632A patent/JPH11167909A/ja active Pending
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100929033B1 (ko) | 2007-10-05 | 2009-11-26 | 삼성에스디아이 주식회사 | 캡 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지 |
| US7951486B2 (en) | 2007-10-05 | 2011-05-31 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cap assembly and secondary battery using the same |
| JP2012094250A (ja) * | 2010-10-22 | 2012-05-17 | Hitachi Maxell Energy Ltd | 密閉型電池 |
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| CN105140445A (zh) * | 2015-09-10 | 2015-12-09 | 中天储能科技有限公司 | 一种锂电池泄压防爆阀结构 |
| CN106025112A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-10-12 | 常熟高嘉能源科技有限公司 | 一种正极锂电池盖板 |
| CN107271108A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-10-20 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂电池箱体气密性测试防爆阀密封装置 |
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| WO2021230014A1 (ja) | 2020-05-15 | 2021-11-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 密閉型電池 |
| JPWO2021230014A1 (ja) * | 2020-05-15 | 2021-11-18 | ||
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| CN115516706B (zh) * | 2020-05-15 | 2024-07-26 | 松下知识产权经营株式会社 | 密闭型电池 |
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| CN111834557B (zh) * | 2020-08-10 | 2023-09-01 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 电子器件及其制作方法 |
| CN113381119A (zh) * | 2021-06-10 | 2021-09-10 | 湖北亿纬动力有限公司 | 一种电池制作方法以及电池 |
| CN113381119B (zh) * | 2021-06-10 | 2022-08-12 | 湖北亿纬动力有限公司 | 一种电池制作方法以及电池 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081021 |