JPH11176412A - 二次電池のキャップアセンブリ - Google Patents

二次電池のキャップアセンブリ

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JPH11176412A
JPH11176412A JP10115943A JP11594398A JPH11176412A JP H11176412 A JPH11176412 A JP H11176412A JP 10115943 A JP10115943 A JP 10115943A JP 11594398 A JP11594398 A JP 11594398A JP H11176412 A JPH11176412 A JP H11176412A
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cathode
vent
safety valve
anode
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JP10115943A
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Chinkyoku Ri
鎮旭 李
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Samsung Display Devices Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は電池の非正常的な作用により内部の
圧力が定められた圧力以上に上昇した場合に作動し、電
池の内圧を減少させて暴発を防止して安全性を保持する
ことができる二次電池のキャップアセンブリに関する。 【構成】 陽極及びセペレータと共に巻取受納される陰
極と電気的に繋がったカンの開口に設けられた二次電池
のキャップアセンブリにおいて、前記カンと結合される
陰極部と、その陰極部に対して絶縁された陽極部と、前
記陰極部と陽極部を貫挿し、前記陰極部に対して絶縁さ
れ、ベントが設けられた締結手段と、その締結手段のベ
ントに設けられた安全弁とからなって、前記安全弁の底
部に電池の内圧が作用するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電池の非正常的な作
用のために内部の圧力が定まった圧力以上に上昇された
場合に作動され、電池の内圧を減少させて暴発を防止し
て安全性を保持することができる二次電池のキャップア
センブリに関するものである。
【0002】
【従来の技術】二次電池は再充電及び小型化もしくは大
容量化ができるものとして、代表的であるものはニッケ
ル水素(Ni−MH)電池とリチウム(Li)及びリチウ
ムイオン(Li−ion)電池が用いられている。
【0003】ここにリチウムイオン電池は陽極活物質で
リチウム−遷移金属酸化物が用いられ、陰極活物質でリ
チウム金属、リチウム合金、炭素もしくは炭素複合体が
用いられ、陽極と陰極の間にリチウムイオンが移動され
て起電力を発生させるので、充・放電になるようにす
る。
【0004】図7は従来の公知されたリチウムイオン電
池の全体構造を現している。陽極及びセパレータ及び陰
極と共に巻装された電極ロール2は電解液と共に前記陰
極と接続されるカン4の内部に収納され、そのカン4の
上部には前記陽極と接続されるキャップアセンブリ6が
設けられて密封される。電極ロール2の上面と下面には
キャップアセンブリ6及びカン4との接触を防止するた
めに各々絶縁板8が設けられている。
【0005】キャップアセンブリ6はカン4の上部に溶
接される陰極部10を備え、その中心に陽極部12が設
けられ、陰極部10と陽極部12の間に絶縁板14が設
けられた構造とからなる。陽極部12は前記陽極にタッ
プ16で繋がり、陰極部10及び陽極部12の中心に貫
挿したリベット18により締付されている。さらに前記
リベット18は絶縁板20に介して陰極部10と絶縁さ
れる。
【0006】このように構成されたリチウムイオン電池
は外部のショートのような過負荷とか電解液の電気分解
によるガス発生及び熱暴走現象などにより内圧が上昇さ
れる場合、爆発の危険があるので、キャップアセンブリ
6には防爆手段が設けられて安全を保持している。
【0007】防爆手段の一例としてキャップアセンブリ
6の陰極部10には所定の深さに環状の溝になる安全弁
22が設けられている。このような安全弁22は電池内
部の圧力が規定以上に上昇された場合、破裂されて内圧
を減少させるので、爆発を防止する。一方、キャップア
センブリ6の陰極部10の一側には電解液注入口24が
開けて、これは電解液の注入後、プラグ26により密封
される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術のリチ
ウムイオン電池において、キャップアセンブリの防爆手
段、即ち安全弁は作動が不良であり、製造が難解な問題
点がある。例えば、前記溝が機械加工により形成される
場合にその溝の深さ及び形状は不均一になり、従って内
圧による破断の作動が不良になる。また、エッチングと
か電気鋳型法により設けられる場合には溝の深さ及び形
状が一定になるが、製造工程が複雑であり、費用が高く
なる問題点がある。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような従来技術の問
題点を解決するために、本発明は安全弁が規定圧力で作
動されるようにして電池の安全性を保持し、構造の簡単
化さらに安価で製造できるようにする二次電池のキャッ
プアセンブリを提供する。
【0010】これをために本発明は陰極部と陽極部の中
心に貫挿した締結手段の中心にベントを設けられ、その
ベントが安全弁により密封されるようにし、前記安全弁
の底部に電池の内圧が作用されるようにした構成にな
る。
【0011】前記安全弁は電池内圧が規定圧の以上に上
昇された場合、その圧力に押されて開けるので電池の安
全性を保持する。また、前記安全弁は締結手段と一体に
形成されるので、キャップアセンブリの構造が簡単にな
るし、製造が容易になる。一方、本発明では締結手段の
中心に開けられたベントは電解液の注入口を兼ねること
ができる。この場合、キャップアセンブリの全体構造は
さらに単純になる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の望ましい実施例を
添付図面に基づいてより詳しく説明する。また、本発明
の説明において、従来の技術で引用された図面と同様の
構成には説明の明瞭性のために同一符号を付けている。
【0013】実施例1 図1及び図2に示した通り、本実施例の二次電池は内圧
の異常上昇による爆発を防止する安全装置として、安全
弁を備えた構成のキャップアセンブリ60を有してい
る。
【0014】キャップアセンブリ60は陽極とセパレー
タ及び陰極が共に巻装されたカン4の上部に結合され密
封される。カン4は陽極とセパレータ及び陰極が巻取さ
れた電極ロール2と電解液を共に収納するケースとし
て、後述するタップを介して前記陰極と接続される。電
極ロール2はキャップアセンブリ60及びカン4との接
続を防止するために上面と下面に夫々絶縁板8を備えて
カン4の内部に設けられる。
【0015】ここに本実施例のキャップアセンブリ60
はカン4の上部に溶接される陰極部62と、その陰極部
の中央に絶縁体64を介して設けられる陽極部66と、
前記陰極部62と陽極部66の中心を貫挿するリベット
68とからなる。リベット68は陰極部62と陽極部6
6を結合させる締結手段で用いられるものであり、絶縁
体70を介して陰極部62と絶縁され、タップ72を介
して電極ロール2の陽極と接続され、その陽極と陽極部
66を導電させるターミナルになる。
【0016】このように構成された本実施例のキャップ
アセンブリ60は爆発を防止するための安全装置とし
て、リベット68の中心に内圧放出のためにベント74
が開けられ、そのベント74は安全弁76により密封さ
れている。前記安全弁76の底部には電池の内圧が常に
作用され、電池の内圧が規定圧以上に上昇される時、押
されて開放される。
【0017】リベット68の中心に貫挿したベント74
は上側の幅が狭まくなるテーパからなり、安全弁76は
そのベント74の下側から介して密封される。より詳し
くは前記ベント74は円筒状からなり、安全弁76はそ
のベント74に挿入されて密封されるボールからなる。
この際、円筒状のベント74を備えるリベット68は柔
軟性があるアルミニウムで製造することが良い。また、
前記ボールは金属で製造する。
【0018】このように構成された前記実施例の二次電
池は陰極部62の一側に設けられた電解液注入口78を
通じて電解液が注入された後、プラグ80が押入され溶
接されることにより、密封される。
【0019】前記安全弁76は電池内圧が規定圧以上に
上昇される場合、その圧力を常に受けているボール、即
ち安全弁76がベント74を無理に通じて、外に押出さ
れ開けられるので、電池の内圧を低下させるようにな
る。従って、本実施例による二次電池は内圧の異常上昇
時にも爆発が防止され、構造的な安全性が保持される。
【0020】また、本実施例のベント74と安全弁76
はリベット68と一体に形成され、キャップアセンブリ
60の全体構造を単純化することができ、容易に製造す
ることができる。
【0021】実施例2 図3及び図4に示した通り、本発明の第2実施例の二次
電池は内圧の異常上昇による爆発を防止する安全装置と
して、安全弁を備える構成のキャップアセンブリ600
になる。
【0022】キャップアセンブリ600は陽極とセパレ
ータ及び陰極が共に巻装されたカン4の上部に結合され
密封される。カン4は陽極とセパレータ及び陰極が巻取
された電極ロール2と電解液を共に収納するケースとし
て、後述するタップを介して前記陰極と接続される。電
極ロール2はキャップアセンブリ600及びカン4との
接続を防止するために上面と下面に夫々絶縁板8を備え
てカン4の内部に収容される。
【0023】ここに本実施例のキャップアセンブリ60
0はカン4の上部に溶接される陰極部602と、その陰
極部の中央に絶縁体604を介して設けられる陽極部6
06と、前記陰極部602と陽極部606の中心に貫挿
されるリベット608とからなる。リベット608は陰
極部602と陽極部606を結合させる締結手段で用い
られるものであり、絶縁体610を介して陰極部602
と絶縁され、タップ612を介して電極ロール2の陽極
と接続され、その陽極と陽極部606を導電させるター
ミナルになる。
【0024】このように構成された本実施例のキャップ
アセンブリ600は爆発を防止するための安全装置とし
て、リベット608の中心に内圧放出のためにベント6
14が開けられ、そのベント614は安全弁616によ
り密封される。前記安全弁616の底部には電池の内圧
が常に作用され、その内圧が規定圧以上に上昇される場
合、開放される。
【0025】本実施例の安全弁616はベント614の
開口を密封するために前記リベット608の上面に付着
される板状蓋で構成される。蓋616はリベット608
の上面に熔接される。また、前記蓋616は図5に示し
た他の例のようにリベット618の上面に形成した凹部
620に係合した後で熔接できる。
【0026】この場合に、前記板状蓋616は規定の圧
力を決定するために柔軟性があるアルミニウムで製造す
ることがよい。また、図6に示した例のように蓋622
はその上面にクロス溝624が刻印されることもでき
る。
【0027】このように構成された前記実施例の二次電
池は電解液注入口を兼ねるベント614を通じる電解液
の注入ができる。この際、前記安全弁616、622は
電解液の注入が終了した後に付着される。
【0028】以上の本実施例の構成により、前記安全弁
616、622は電池内圧が規定圧以上に上昇される場
合、その圧力を受けて破られることにより、電池の内圧
は低下されるようになる。従って、本実施例による二次
電池は内圧の異常上昇時にも爆発が防止され、構造的な
安全性が保持される。
【0029】また、本実施例のベント614と安全弁6
16、622はリベット608と一体に形成され、その
ベント614により電解液の注入が同時になるので、キ
ャップアセンブリ600の全体構造をさらに単純化する
ことができ、製造も容易になる。
【0030】
【発明の効果】以上の説明したように、本発明による二
次電池のキャップアセンブリは従来技術の問題点を根本
に解決している。即ち、本発明は陽極部と陰極部をアセ
ンブリするリベットの中心にベントを形成し、そのベン
トが安全弁により開放されるように構成するので、電池
の内圧が規定圧以上に上昇される場合、正確に開けられ
て電池の安全性が保持されることである。
【0031】また、本発明はベントと安全弁をリベット
に一体に形成し、さらに前記ベントを通じて電解液の注
入ができるので、キャップアセンブリの全体構造を単純
化できる。
【0032】一方、本発明によると陰極部の周辺を幅広
く用いることができるので、絶縁体を配置するための空
間をさらに確保できるし、それに従って陰極部と陽極部
の短絡を効果的に防止し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による二次電池のキャップ
アセンブリを示す分解斜視図である。
【図2】本発明の第1実施例に関する二次電池の全体構
成を示す断面図である。
【図3】本発明の第2実施例によるキャップアセンブリ
を示す分解斜視図である。
【図4】本発明の第2実施例に関する二次電池の全体構
成を示す断面図である。
【図5】本発明の第2実施例に関する安全弁の他の例を
示す一部の断面図である。
【図6】本発明の第2実施例に関連する安全弁の他の例
を示す平面図である。
【図7】従来の公知された二次電池のキャップアセンブ
リを示す断面図である。
【符号の説明】
60、600;キャップアセンブリ 62、602;陰極部 66、606;陽極部 68、608;リベット 74、614;ベント 76、616、622;安全弁 78;電解液注入口 80;プラグ 620;凹部 624;クロス溝

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陽極及びセパレータと共に巻装される陰
    極に導電状に接したカンの開口に設けられた二次電池の
    キャップアセンブリにおいて、前記カンと接合される陰
    極部と、その陰極部に対して絶縁状に設けられた陽極部
    と、前記陰極部と陽極部に貫挿されると共に前記陰極部
    に対して絶縁されて、ベントを有した締結手段と、その
    締結手段のベントに設けられた安全弁とからなって、前
    記安全弁の底部に電池の内圧が作用されるようにした構
    成を特徴とする二次電池のキャップアセンブリ。
  2. 【請求項2】 前記締結手段のベントは電解液が注入さ
    れる通路であることを特徴とする請求項1に記載の二次
    電池のキャップアセンブリ。
  3. 【請求項3】 前記陰極部には電解液が注入される通路
    が設けられたことを特徴とする請求項1に記載の二次電
    池のキャップアセンブリ。
  4. 【請求項4】 前記締結手段のベントは上側に向けば向
    くほど幅が狭くなっていることを特徴とする請求項1に
    記載の二次電池のキャップアセンブリ。
  5. 【請求項5】 前記安全弁はベントに介して閉塞させる
    ボールからなることを特徴とする請求項1に記載の二次
    電池のキャップアセンブリ。
  6. 【請求項6】 前記陰極部には電解液が注入される通路
    が形成されることを特徴とする請求項5に記載の二次電
    池のキャップアセンブリ。
  7. 【請求項7】 前記安全弁はベントを閉塞するために締
    結手段の上面に結合されることを特徴とする請求項1に
    記載の二次電池のキャップアセンブリ。
  8. 【請求項8】 前記安全弁はベントの上面にウェルディ
    ング接合される板状蓋であることを特徴とする請求項7
    に記載の二次電池のキャップアセンブリ。
  9. 【請求項9】 前記安全弁は締結手段の上面側の凹部に
    係合されてウェルディング接合される板状蓋であること
    を特徴とする請求項7に記載の二次電池のキャップアセ
    ンブリ。
  10. 【請求項10】 前記板状蓋にクロス溝が形成されたこ
    とを特徴とする請求項8もしくは請求項9に記載の二次
    電池のキャップアセンブリ。
  11. 【請求項11】 前記締結手段のベントは電解液が注入
    された通路であることを特徴とする請求項7に記載の二
    次電池のキャップアセンブリ。
  12. 【請求項12】 前記締結手段はカンの内部に受納され
    た陽極と電気的に連結されるターミナルで用いられるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の二次電池のキャップア
    センブリ。
JP10115943A 1997-11-24 1998-04-10 二次電池のキャップアセンブリ Pending JPH11176412A (ja)

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