JPH1131491A - 密閉型電池用防爆封口板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】上下の弁体を確実、且つ安定に溶接できる構成
を備えて信頼性の高い電流遮断機能を得られる密閉型電
池用防爆封口板およびその製造方法の提供。 【解決手段】上部および下部の両金属箔弁体１７，１８
を、各々の周縁部間に絶縁ガスケット１９を介在して重
ね合わせる。上部金属箔弁体１７の凹状部２３と下部金
属箔弁体１８の凸状部２７の少なくとも一方を、中央の
平坦面２３ａの周囲から湾曲して斜め方向へ延びる断面
逆台形状または断面台形状に成形する。両金属箔弁体１
７，１８を、凹状部２３と凸状部２７との各々の中央部
分を互いに弾力的に接触した状態で溶着してなる接続部
Ｓのみを介して電気的に導通させる。下部金属箔弁体１
８の凸状部２７の周囲に、電池内圧が所定値に達した時
に凹状部２３が上方へ凸状に反転する応力を受けて破断
する易破断部２９を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、密閉型電池、特に
リチウム二次電池などの高エネルギ密度を有する密閉型
の非水電解液電池における電池ケースの開口部の封口に
用いられ、電池内圧が設定値まで上昇した場合に通電電
流を完全に遮断する機能を備えた密閉型電池用防爆封口
板およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＡＶ機器あるいはパソコンなどの
電子機器のポータブル化、コードレス化が急速に進んで
おり、特に時計やカメラなどの携帯型機器の駆動電源と
しては、高容量化した各種のアルカリ蓄電池やリチウム
二次電池に代表される非水電解液（有機溶媒系電解液）
二次電池が適しており、さらに、これら非水電解液二次
電池は、高エネルギ密度で負荷特性の優れた密閉型とす
ることが促進されている。

【０００３】ところで、エネルギ密度の高い密閉型の非
水電解液電池では、電池内部で発生するガスを対極で消
費する、所謂ノイマン方式を採用できないため、過充電
や過放電を避ける必要がある。ところが、充電器を含む
関連機器の故障による過充電あるいは誤使用などによる
外部短絡などが生じた場合には、電池内部の発電要素が
化学反応を起こし、例えば、過充電や短絡などによる異
常反応により電解液や活物質が分解し、その内部発熱に
伴って電池内部に異常にガスが発生し、電池内圧が過大
となる。このような問題の発生を未然に確実に防止する
ために、この種の電池には、電池内圧が設定値を超えた
ときに弁体を開いてガスを排出する防爆安全機構が従来
から付加されている。さらに、非水電解液二次電池で
は、過充電状態となった場合に充電電流が流れ続けるた
め、電解液や活物質が分解し続けて急激に温度上昇する
おそれもある。そこで、従来から、この種の電池には、
電池内圧が所定値に上昇したのを検知することにより、
ガスの排出に先立って通電電流を完全に遮断する確実な
防爆安全機構が設けられている。

【０００４】このような防爆安全機構を備えた防爆封口
板として、例えば、図５に示すような構成のものが提案
されている。（特願平7-282762号）。この防爆封口板
は、下部金属箔弁体１と上部金属箔弁体２とが、各々の
周縁部間に絶縁ガスケット３を介在して重ね合わされる
とともに、下部金属箔弁体１の上方へ向け湾曲状に膨出
した平面視円形の凸状部１ａと上部金属箔弁体２の下方
へ向け湾曲状に膨出した平面視円形の凹状部２ａとの各
々の中央部位を互いに溶接した溶着部４のみを介して電
気的に接続されている。通常時には、通電電流が極板
（図示せず）、リード体７、金属ケース８および下部金
属箔弁体１から溶着部４を介して上部金属箔弁体２、導
電性スペーサ９および正極端子を兼ねる金属キャップ１
０に至る通電経路に流れ、電池として正常に機能する。

【０００５】そして、電池に異常事態が発生して電池内
圧が上昇した場合には、その圧力が金属ケース８の通気
口８ａから下部金属箔弁体１の通気孔（図示せず）を介
して上部金属箔弁体２に対し上方への押し上げ力として
作用し、さらに、上部金属箔弁体２に溶着部４を介して
連結された下部金属箔弁体１には、上部金属箔弁体２に
より引き上げ力が作用する。この電池内圧が、下部金属
箔弁体１に平面視円形の薄肉に形成された易破断部１１
の破断強度により設定された所定値以上に上昇すると、
易破断部１１は、上部金属箔弁体２の凹状部２ａが上方
へ凸状に反転する応力により剪断力を受け、破断する。

【０００６】それにより、下部金属箔弁体１の凸状部１
ａにおける易破断部１１により囲まれた部分がくり抜か
れて上部金属箔弁体２と一体となって下部金属箔弁体１
から離間し、上記通電経路が開放されて通電電流が遮断
され、内部発熱の継続を防止する。また、何らかの原因
により電池の内部温度が上昇し続けて電池内圧がさらに
上昇した場合には、上部金属箔弁体２の平面視Ｃ字形状
の薄肉部１２が開裂し、ガスが金属キャップ１０のガス
排出孔１３から電池の外部に排出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な防爆安全機構では、電流遮断を行うための電池内圧、
つまり電流遮断圧力の設定が二次電池としての安全性を
確保する上で特に重要となる。すなわち、電流遮断圧力
をあまりにも高く設定すると、電池内圧の検知により電
流を遮断しても、電池内部での化学反応が停止しなくな
って異常発熱が継続し、逆に、電流遮断圧力をあまりに
も低く設定すると、通常の使用条件である充電時の発熱
において電流が遮断されてしまい、二次電池としての使
用期間が短くなって不経済となる。したがって、二次電
池としての使用性と安全性とを共に確保するためには、
電池内圧の適当な圧力範囲内で確実、且つ安定に電流が
遮断される必要がある。

【０００８】ここで、下部金属箔弁体１の易破断部１１
をその破断強度により設定された電池内圧で確実に破断
させるためには、下部金属箔弁体１と上部金属箔弁体２
とが溶着部４を介して確実、且つ安定に連結されている
ことが必須条件となる。この溶着部４の形成には、強固
な溶着強度に形成できるレーザー溶接が一般的に用いら
れており、このレーザー溶接を行う場合には、両弁体
１，２の凸状部１ａおよび凹状部２ａの各々の被溶接部
位を互いに密着状態に安定に保持する必要がある。そこ
で、被溶接部位間に所要の接触状態を確保するために、
両弁体１，２を押えピンなどの治具により両側から挟み
付けて一定圧力で接触させるようにしている。

【０００９】しかしながら、治具により挟み込み過ぎる
と、凸状部１ａまたは凹状部２ａが異常に変形して被溶
接部位間に隙間ができてしまい、レーザー光が照射され
る一方の部材から他方の部材への熱伝導が不十分とな
り、形成された溶着部４にはその溶着強度にばらつきが
生じ、さらには溶接不良が発生することもある。この溶
着部４の溶着強度のばらつきは、同じ電池内圧での上部
金属箔弁体２による下部金属箔弁体１の引き上げ力のば
らつき、つまり電流遮断圧力のばらつきとなり、電池内
圧が易破断部１１の破断強度で設定した所定値に達した
時点で確実に電流を遮断することができなくなる。

【００１０】逆に、治具による挟み込みが少な過ぎる
と、凸状部１ａと凹状部２ａとの接触面積がレーザース
ポット径よりも小さくなって溶着強度が低下する。その
ため、従来の密閉型防爆封口板は電流遮断圧力に高い信
頼性を得ることができない。しかも、凸状部１ａと凹状
部２ａとの接触面積が小さ過ぎる場合、レーザー光のエ
ネルギー密度によってはレーザー照射部分に孔があき易
くなり、特に、凹状部２ａに孔があくと、上部金属箔弁
体２による密閉性が確保できなくなり、電流遮断機能が
得られない欠陥が生じる。

【００１１】また、図５は円筒形電池の封口に適用する
防爆封口板を示してあり、両弁体１，２の凸状部１ａお
よび凹状部２ａは、円形の開口部を有する電池ケースに
対応していずれも平面視円形に形成されている。一方、
角形電池では、その電池ケースが水平断面形状が細長い
ほぼ長方形状になっているから、この電池用の防爆封口
板の金属ケースは、電池ケースに対応した細長いほぼ長
方形状の水平断面形状、つまり開口部の長さ寸法が幅寸
法に比し格段に大きい容器形状に形成される。

【００１２】そのため、この封口板の上部金属箔弁体に
形成する平面視円形の凹状部は、その径が金属ケースの
幅寸法に規制されて極めて小さくなる。これにより、凹
状部の受圧面積が小さくなるのに伴って凹状部を反転さ
せるのに必要な圧力が大きくなり、易破断部を、その破
断強度により設定された電池内圧つまり設定された電流
遮断圧力で破断させることができない問題がある。

【００１３】そこで本発明は、上述の問題点を解消し、
上下の弁体を確実、且つ安定に溶接できる構成を備えて
信頼性の高い電流遮断機能を得られ、さらには角形電池
においても所定の電池内圧で確実に電流を破断できる密
閉型防爆封口板を提供することを目的とするものであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、発電要素を収納した電池ケースの開口部
を密閉するとともに、電池内圧が設定値まで上昇したと
きに通電電流を遮断する密閉型電池用防爆封口板におい
て、導電性および可撓性を有する上部および下部の両金
属箔弁体が、各々の周縁部間に絶縁ガスケットを介在し
て重ね合わされ、前記上部金属箔弁体に形成された下方
へ膨出する凹状部と、前記下部金属箔弁体に形成された
上方へ膨出する凸状部との少なくとも一方が、中央の平
坦面の周囲から湾曲して斜め方向へ延びる断面逆台形状
または断面台形状に成形され、前記両金属箔弁体が、前
記凹状部と前記凸状部との各々の中央部分が互いに弾力
的に接触した状態で溶着されてなる接続部のみを介して
電気的に導通され、前記下部金属箔弁体における前記凸
状部の周囲に、電池内圧が所定値に達したときに前記凹
状部が上方へ凸状に反転する応力を受けて破断する易破
断部が設けられた構成になっている。

【００１５】この密閉型防爆封口板は、ガスが大量に発
生した場合、ガスにより電池内圧が下部金属箔弁体の易
破断部の破断強度により設定された所定値まで上昇した
ときに、この圧力により上部金属箔弁体が上方へ向け凸
状に反転する応力によって易破断部に剪断力が作用し、
易破断部が破断する。それにより、下部金属箔弁体の凸
状部は、接続部を介して上部金属箔弁体と一体的に下部
金属箔弁体から離れるため、接続部を通じてのみ導通し
ていた両弁体が離間して通電電流が遮断され、電池の温
度上昇や内圧上昇を抑制する。

【００１６】この密閉型防爆封口板では、下部金属箔弁
体の凸状部または上部金属箔弁体の凹状部の少なくとも
一方が、中央に平坦面を有し、且つこの平坦面がその周
囲の湾曲部により安定に保形された形状を有しいるか
ら、他方の中央部分が一方の形状に沿うように変形して
平坦面に密着する。したがって、製造に際して、両金属
箔弁体を各々の周縁部間に絶縁ガスケットを介在して重
ね合わせたときに、凹状部とと凸状部との間には、レー
ザー溶接機から照射するレーザー光のスポット径よりも
大きな面積を有し、且つ隙間なく弾力的に密着した接触
面が安定に形成されるから、この接触面にレーザー光を
照射して溶接することにより、溶着強度にばらつきのな
い所要の接続部を歩留りよく形成できる。そのため、易
破断部をその破断強度により設定された電池内圧で確実
に破断させることができ、電流遮断圧力に高い信頼性を
得られる。

【００１７】上記発明において、密閉型の角形電池用の
防爆封口板では、凹状部を、長さ方向の縦断面形状が幅
方向の縦断面形状よりも長い平面視長方形状に形成した
構成とすることが好ましい。

【００１８】それにより、凹状部は、従来封口板におけ
る角形電池の幅寸法に対応した半径の平面視円形の凹状
部に比較して、長さ方向の断面形状が幅方向の断面形状
に対し大きくなった分だけ長さ方向の受圧面の面積が大
きくなり、凹状部を上方へ反転させるのに必要な圧力
は、受圧面の面積が大きくなった分だけ低く設定でき
る。そのため、角形電池においても、電池内圧が易破断
部の破断強度により設定した所定値に達した時点で凹状
部を確実に反転させることができ、易破断部の破断強度
により設定した電流遮断圧力に高い信頼性を得られる。

【００１９】また、本発明の密閉型電池用防爆封口板の
製造方法は、導電性および可撓性を有する上部および下
部の両金属箔弁体を、各々の周縁部間に絶縁ガスケット
を介在して重ね合わせた状態で金属製封口ケース内に挿
入する工程と、前記両金属箔弁体を前記封口ケースに挿
入する工程の以前または以後において、前記両金属箔弁
体の各々の周縁部を一対の押え治具により前記絶縁ガス
ケット、さらには前記封口ケースを介して挟持固定する
工程と、前記両金属箔弁体を挟持固定した状態におい
て、一対のうちの少なくとも一方の先端部分が中央の平
面部の周囲に湾曲部を有する形状となった一対の成形ピ
ンを、前記封口ケースにおける上部開口部および底部の
通気口をそれぞれ挿通させ、または挿通させずに互いに
近接する方向に作動させることにより、前記両成形ピン
で前記両金属箔弁体を同時にプレス成形加工して、前記
両金属箔弁体にそれぞれ互いに密着状態に接触する凹状
部および凸状部を成形加工する工程と、前記凹状部と前
記凸状部との接触部分をレーザー溶接で溶接して接続部
を形成する工程と、前記上部金属箔弁体上に導電性スペ
ーサおよび金属キャップを順次重ね合わせたのちに、前
記封口ケースの開口部を内方にかしめ加工する工程と、
を有している。

【００２０】この製造方法では、上部金属箔弁体の凹状
部または下部金属箔弁体の凸状部の少なくとも一方に、
中央の平坦面の周囲から湾曲して斜め方向へ延びる断面
逆台形状または断面台形状を容易に、且つ確実に成形加
工することができ、両金属箔弁体の凹状部と凸状部の各
々の中央部分に、レーザー溶接機から照射するレーザー
光のスポット径よりも大きな面積を有し、且つ隙間なく
弾力的に密着した接触面を安定に形成することができ
る。したがって、本発明の密閉型電池用防爆封口板を容
易に、且つ生産性良く製造することができる。

【００２１】さらに、本発明の他の密閉型電池用防爆封
口板の製造方法は、導電性および可撓性を有する上部お
よび下部の両金属箔弁体を、各々の周縁部間に絶縁ガス
ケットを介在して重ね合わせた状態で金属製封口ケース
内に挿入する工程と、前記両金属箔弁体を前記封口ケー
スに挿入する工程の以前または以後において、前記上部
金属箔弁体に下方へ膨出する凹状部を、前記下部金属箔
弁体に上方へ膨出する凸状部をそれぞれ成形加工して、
前記凹状部と前記凸状部との各々の中央部位を接触させ
る工程と、前記封口ケースにおける上部開口部および底
部の通気口をそれぞれ通じて加圧ガスを前記凹状部およ
び前記凸状部に作用させて、前記凹状部と前記凸状部と
の接触面積を増大させる工程と、前記凹状部と前記凸状
部との接触部分をレーザー溶接で溶接して接続部を形成
する工程と、前記上部金属箔弁体上に導電性スペーサお
よび金属キャップを順次重ね合わせたのちに、前記封口
ケースの開口部を内方にかしめ加工する工程と、を有し
ている。

【００２２】この製造方法では、両金属箔弁体に、各々
の中央部位がそれぞれ互いに接触する凹状部と凸状部を
予め成形加工したのちに、加圧ガスで両弁体を挟み付け
るように作用させることにより、凹状部と凸状部とが隙
間なく弾力的に密着する接触面を徐々に増大させるよう
にしたので、凹状部と凸状部との間にレーザー光のスポ
ット径よりも大きな面積を有する接触面を極めて円滑に
形成することができる。それにより、この製造方法にお
いても、溶着強度にばらつきのない所要の接続部を歩留
りよく形成して本発明の密閉型電池用防爆封口板を容易
に、且つ生産性良く製造することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明
の一実施の形態に係る密閉型電池用防爆封口板を示す縦
断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。この実施
の形態では、角形の密閉型電池の開口部を封口するため
の封口板を例示してあり、したがって、図１は水平断面
が細長い長方形状となる封口板の長さ方向に沿った切断
線での縦断面図で、図２は幅方向に沿った切断線での縦
断面図である。

【００２４】この防爆封口板は、可撓性および導電性を
有する薄い上部金属箔弁体１７と、この上部金属箔弁体
１７に対設された可撓性および導電性を有する薄い下部
金属箔弁体１８と、両弁体１７，１８の各々の周縁部間
に介在された絶縁ガスケット１９と、上部金属箔弁体１
７の周縁部の上面に重ね合わされた導電性スペーサ２０
と、この導電性スペーサ２０上に載置され、複数の排気
孔２１ａを有する金属キャップ２１と、複数の通気口２
２ａを有し、上記の各部材を積層状態で挿入させて保持
するアルミニウム製の封口ケース２２とを備えている。

【００２５】上部金属箔弁体１７は、厚さが0.06ｍｍ、
長さが27.3ｍｍ、幅が3.5 ｍｍの細長い長方形のアルミ
ニウム薄板からなり、その中央部に下方へ向け膨出した
凹状部２３と、この凹状部２３の周囲にほぼＣ字形状の
刻印を用いて形成された易破断性の薄肉部２４とを有し
ている。凹状部２３は、上部金属箔弁体１７の形状に対
応した平面視長方形状に形成されており、例えば、図１
に示す長さ寸法Ｌが20ｍｍ、図２に示す幅寸法Ｄが１ｍ
ｍ、周縁部の下面からの突出長が0.36ｍｍに設定されて
いる。すなわち、凹状部２３は、図１と図２との比較か
ら明らかなように、長さ方向の縦断面形状が幅方向の縦
断面形状よりも長くなっている。さらに、凹状部２３
は、下方に向け膨出した底部に平面視長方形状の平坦面
２３ａを有し、且つ平坦面２３ａの周端部から湾曲して
斜め上方へ向け延びる長さ方向の受圧面２３Ｂおよび幅
方向の受圧面２３ｂとを有する形状に成形加工されてい
る。

【００２６】したがって、凹状部２３は、図１に示す長
さ方向に沿った切断線での断面形状および図２に示す幅
方向に沿った切断線での断面形状のいずれもがほぼ逆台
形状になっている。

【００２７】一方、下部金属箔弁体１８は、厚さが0.08
ｍｍ、長さが27.8ｍｍ、幅が４ｍｍの細長い長方形のア
ルミニウム薄板からなる。この下部金属箔弁体１８にお
ける凹状部２３との対向箇所には、上方へ向け膨出する
凸状部２７が設けられ、この凸状部２７は、一対の切り
込み線を1.8 ｍｍの間隔で平行に幅方向に向け形成する
ことにより、一辺が1.8 ｍｍの正方形状になっている。
さらに、凸状部２７が幅方向において上方に向け凸状に
膨出されていることにより、凸状部２７の両側部には切
り込み線による一対の通気孔２８，２８が設けられてい
る。さらに、凸状部の両端部には、図２に示すように、
所定の破断強度を有する薄肉に形成された一対の易破断
部２９が配設されている。両弁体１７，１８は、凹状部
２３の平坦面２３ａと凸状部２７との接触部位を局部的
にレーザー溶接することにより互いに溶着されてなる接
続部Ｓのみを介して電気的導通状態に連結されている。
また、両弁体１７，１８は、上記接続部Ｓが通気口２２
ａに対向させて封口ケース２２内に収納されている。

【００２８】上記封口板は、両弁体１７，１８が各々の
周縁部間に絶縁ガスケット１９を介在して重ね合わせた
状態で封口ケース２２内に挿入されたのちに、凹状部２
３の平坦面２３ａと凸状部２７との接触部位を局部的に
レーザー溶接して接続部Ｓが形成され、つぎに、導電性
スペーサ２０および金属キャップ２１を封口ケース２２
内に順次挿入して上部金属箔弁体１７上に重ね合わせた
状態で封口ケース２２の上部を内方にかしめ加工して組
み立てられている。この封口ケース２２のかしめ加工時
に内方に屈曲される絶縁ガスケット１９の上部は、封口
ケース２２と金属キャップ２１との間に介在して、それ
らを絶縁する。この封口板は、封口ケース２２に正極リ
ード体（図示せず）を接続したのちに、図１に２点鎖線
で示すように、周囲に絶縁ガスケット３０を介在して、
発電要素が収納されている電池ケース３１の開口部に挿
入され、電池ケース３１の内方へ突出した環状の支持部
３２に支持される。そののちに、電池ケース３１の上端
部分が内方にかしめ加工されることにより、封口板が電
池ケース３１を密閉する。

【００２９】次に、上記密閉型電池用防爆封口板の作用
について説明する。通電電流は、正極板（図示せず）、
正極リード体、封口ケース２２、下部金属箔弁体１８か
ら接続部Ｓを介して上部金属箔弁体１７、導電性スペー
サ２０および金属キャップ２１に至る通電経路に流れ、
電池として正常に機能する。ところで、リチウム二次電
池などでは、充電器の故障などによる無制御での過充電
や短絡などが発生した場合、電池の安全許容電流を超
え、電池内圧が上昇することが多い。この場合、さらに
継続して電池に電流が流れると、電解液および活物質の
分解などを伴いながら電池温度が急激に上昇して、過大
量のガスあるいは蒸気を発生させるおそれがある。そこ
で、電池内圧を検知して通電電流を完全に遮断する防爆
安全機能が作用する。

【００３０】すなわち、電池内圧は、封口ケース２２の
通気口２２ａから下部金属箔弁体１８の一対の通気孔２
８，２８を通じて凹状部２３の受圧面２３Ａ，２３ａに
押し上げ力として作用する。この電池内圧が下部金属箔
弁体１８の一対の易破断部２９，２９の各々の破断強度
の和によって設定された所定値まで上昇すると、凹状部
２３が反転して上方へ向け凸状に変形し、それによって
下部金属箔弁体１８の凸状部２７が引き上げられて易破
断部２９，２９に剪断力が作用し、易破断部２９，２９
が破断する。それにより、凸状部２７は上部金属箔弁体
１７と一体となって下部金属箔弁体１８から分離するた
め、接続部Ｓを通じてのみ導通していた両弁体１７，１
８が離間して上記通電経路が遮断され、通電電流も遮断
されて内部発熱の継続を防止する。ここで、上部金属箔
弁体１７の薄肉部２４は易破断部２９よりも高い破断強
度に設定されており、上部金属箔弁体１７は、電流遮断
時にそのままの状態を維持して、電池ケース３１内の電
解液が漏れ出るのを防止するため、電解液が外部に漏出
して電池使用機器を腐食するといったことが生じない。

【００３１】また、上記のように電流が遮断されても、
何らかの原因により、電池の内部温度の上昇が止まらず
に電池内圧が上昇し続けた場合には、大量のガスまたは
蒸気が発生する。それにより、電池内圧が上部金属箔弁
体１７の薄肉部２４の破断強度によって設定された所定
値に達すると、その薄肉部２４が開裂し、充満していた
ガスが金属キャップ２１の排気孔２１ａから電池の外部
に排出される。ここで、凸状部２７は、上部金属箔弁体
１７におけるＣ字形状の薄肉部２４で囲まれた部分より
も小さい形状であって、薄肉部２４内に包含される相対
位置で対設されている。したがって、離間して上部金属
箔弁体１７に付着している凸状部２７は、上部金属箔弁
体１７における薄肉部２４の破断により開口したガス排
出孔を塞ぐことがなく、大量のガス発生時にも内部ガス
を迅速に外部排出することができる。

【００３２】この防爆封口板は、両弁体１７，１８の凹
状部２３および凸状部２７を確実、且つ安定に溶接して
溶着強度にばらつきのない接続部Ｓを形成できる構成を
備えている。すなわち、上部金属箔弁体１７の凹状部２
３は、長さ方向に沿った切断線での断面形状および幅方
向に沿った切断線での断面形状のいずれもがほぼ逆台形
状に成形加工されて、底部に平坦面２３ａを有してい
る。そのため、封口板の組み立てに際して、両金属箔弁
体１７，１８が各々の周縁部間に絶縁ガスケット１９を
介在して重ね合わされたときに、下部金属箔弁体１８に
おける湾曲形状に上方に膨出する形状に成形加工された
凸状部２７は、その中央部分が平坦面２３ａに沿うよう
に変形して平坦面２３ａに密着する。したがって、平坦
面２３ａと凸状部２７との間には、レーザー光のスポッ
ト径よりも大きな面積を有し、且つ隙間なく弾力的に密
着した接触面が安定に形成されるから、この接触面にレ
ーザー光を照射して相互に溶接することにより、溶着強
度にばらつきのない所要の接続部Ｓを、溶接不良や穿孔
の発生を防止して歩留りよく形成できる。

【００３３】また、上記防爆封口板は、この実施の形態
のように角形電池に適用した場合において、上部金属箔
弁体１７の凹状部２３を上方へ反転させるのに必要な圧
力を低く設定でき、上述の溶着強度にばらつきのない接
続部Ｓを有していることと合わせて、易破断部２９の破
断強度により設定した電流遮断圧力に高い信頼性を得ら
れる。すなわち、上部金属箔弁体１７の凹状部２３は、
細長い長方形状の開口部を有する角形電池に対応して、
長さ方向の断面形状が幅方向の断面形状よりも格段に長
い平面視長方形状を有しており、角形電池の幅寸法に対
応した半径の平面視円形の凹状部とした従来封口板に比
較して、長さ方向の断面形状が幅方向の断面形状に対し
大きくなった分だけ長さ方向の受圧面２３Ｂの面積が大
きくなっている。それにより、上部金属箔弁体１７の凹
状部２３を上方へ反転させるのに必要な圧力は受圧面２
３Ｂの面積が大きくなった分だけ低く設定できるから、
凹状部２３を、電池内圧が易破断部２９の破断強度によ
り設定した所定値に達した時点で確実に反転させること
ができる。

【００３４】つぎに、上記防爆封口板の製造方法につい
て説明する。本発明の一実施の形態に係る製造方法は、
接続部Ｓの形成に先立って両弁体１７，１８にそれぞれ
凹状部２３および凸状部２７を成形加工する工程のみが
従来方法と相違するだけである。すなわち、図３に示す
ように、一対の切り込み線および易破断部２９を予め形
成した下部金属箔弁体１８、絶縁ガスケット１９、薄肉
部２４を予め形成した上部金属箔弁体１７を、封口ケー
ス２２内に順次挿入して、両弁体１７，１８を各々の周
縁部間に絶縁ガスケット１９を介在して重ね合わせる。

【００３５】つぎに、筒状の下部押え治具３３および上
部押え治具３４をそれぞれ封口ケース２２および上部金
属箔弁体１７の周縁部に圧接させて、両弁体１７，１８
の各々の周縁部を絶縁ガスケット１９を介在して挟持固
定する。続いて、下部成形ピン３７および上部成形ピン
３８を、矢印で示すように互いに近接する方向に作動さ
せて、両弁体１７，１８に対し同時にプレス成形加工を
行う。ここで、下部成形ピン３７は先端部の幅方向断面
形状がほぼ半球状になっており、上部成形ピン３８は、
先端の平面視長方形の平面部３８ａの周囲に湾曲部３８
ｂを有する形状になっている。また、下部成形ピン３７
は封口ケース２２の通気口２２ａを挿通して下部金属箔
弁体１８を支障なくプレス加工する。

【００３６】したがって、上部金属箔弁体１７には、上
部成形ピン３８による加圧により塑性変形されることに
より、平面部３８ａにより平坦面２３ａが、且つ湾曲部
３８ｂにより平坦面２３ａの周囲が湾曲されて受圧面２
３Ｂ，２３ｂがそれぞれ成形加工され、図１および図２
に示した凹状部２３が得られる。一方、下部金属箔弁体
には、下部成形ピン３７による加圧により塑性変形され
て、凸状部２７の中央部が凹状部２３の平坦面２３ａに
沿うよう変形されながら押し付けられ、幅方向において
上方に向け凸状に膨出した凸状部２７が成形加工される
とともに、凸状部２７の膨出によって凸状部２７の両側
に一対の通気孔２８，２８が形成される。したがって、
平坦面２３Ａと凸状部２７との間には、レーザー光のス
ポット径よりも大きな面積を有し、且つ隙間なく弾力的
に密着した接触面が安定に形成される。

【００３７】上述の凹状部２３および凸状部２７の成形
加工が終了したならば、凹状部２３と凸状部２７の接触
部分にレーザー溶接機からレーザー光を照射して接続部
Ｓを形成する。このレーザー溶接に際しては、レーザー
光を上方から上部金属箔弁体１７に向け照射して溶接を
行いながら、封口ケース２２の通気口２２ａを通して下
方からも溶接状態の良否を容易に識別することができる
とともに、通気口２２ａが熱退避用空間として機能する
ので、安定した溶接加工を行え、溶着強度にばらつきの
ない所要の接続部Ｓを歩留りよく形成できる。なお、レ
ーザー光を通気口２２ａを通じて下方から下部金属箔弁
体１８に向け照射して溶接を行うこともできる。また、
接続部Ｓを形成したのちは、従来工法と同様に、導電性
スペーサ２０および金属キャップ２１を封口ケース２２
内に順次挿入して上部金属箔弁体１７上に重ね合わせ、
その状態で封口ケース２２の上部を内方にかしめ加工す
ることにより、封口板が出来上がる。

【００３８】図４は本発明の他の実施の形態に係る密閉
型電池用防爆封口板の製造方法における両弁体１７，１
８にそれぞれ凹状部２３および凸状部２７を成形加工す
る工程を示す縦断面図である。この製造方法では、両弁
体１７，１８を、その周縁部に絶縁ガスケット１９を介
在して重ね合わせた状態で封口ケース２２内に挿入した
のちに、両弁体１７，１８の各々の中央部位を押えピン
などの既存の治具により両側から挟み付けて互いに接触
させ、図４に示すように、仮の凹状部２３および凸状部
２７を予め成形加工する。

【００３９】つぎに、一対のガス吐出ノズル３９，４０
を、それぞれ封口ケース２２の通気口２２ａおよび封口
ケース２２の開口部に対向するよう配置するとともに、
レーザー溶接機４１を両弁体１７，１８の接触部位に向
けて配置する。そして、両ノズル３９，４０からそれぞ
れ加圧ガスＧを吐出させて凹状部２３および凸状部２７
に対し互いに近接する方向に加圧し、その加圧状態にお
いてレーザー溶接機４１からレーザー光Ｒを照射して両
弁体１７，１８の接触部位を相互にレーザー溶接し、接
続部Ｓを形成する。この溶接時に、加圧ガスＧによる挟
み付け作用により凹状部２３および凸状部２７とが隙間
なく弾力的に密着する接触面が円滑に増大していき、レ
ーザー光のスポット径よりも大きな面積を有する接触面
が形成され、その接触面にレーザー溶接が行われてい
く。それにより、溶着強度にばらつきのない所要の接続
部Ｓを歩留りよく形成でき、図１および図２に示した防
爆封口板を得られる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明の密閉型電池用防
爆封口板によれば、下部金属箔弁体の凸状部または上部
金属箔弁体の凹状部の少なくとも一方に、中央に平坦面
を有し、且つこの平坦面が周囲の湾曲部により安定に保
形された形状を有する構成としたので、凹状部と凸状部
との間に、レーザー溶接機のレーザー光のスポット径よ
りも大きな面積を有し、且つ隙間なく弾力的に密着した
接触面が安定に形成することができ、溶着強度にばらつ
きのない所要の接続部を歩留りよく形成できる。

【００４１】それにより、易破断部をその破断強度によ
り設定された電池内圧で確実に破断させることができ、
電流遮断圧力に高い信頼性を得られる。

【００４２】本発明の密閉型電池用防爆封口板の製造方
法によれば、両金属箔弁体の凹状部と凸状部の各々の中
央部分に、レーザー溶接機のレーザー光のスポット径よ
りも大きな面積を有し、且つ隙間なく弾力的に密着した
接触面を安定に形成することができ、本発明の密閉型電
池用防爆封口板を容易に且つ生産性良く製造することが
できる。

【００４３】本発明の他の密閉型電池用防爆封口板の製
造方法によれば、両金属箔弁体の各々の中央部位にそれ
ぞれ互いに接触する凹状部と凸状部を成形したのちに、
加圧ガスで両弁体を挟み付けるように作用させることに
より、凹状部と凸状部とが隙間なく弾力的に密着する接
触面を増大させるようにしたので、凹状部と凸状部との
間にレーザー光のスポット径よりも大きな面積を有する
接触面を極めて円滑に形成することができ、溶着強度に
ばらつきのない所要の接続部を歩留りよく形成して、本
発明の密閉型電池用防爆封口板を容易に、且つ生産性良
く製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る密閉型電池用防爆
封口板を示す長さ方向の切断線により切断した縦断面
図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】本発明の一実施の形態に係る密閉型電池用防爆
封口板の製造方法の要部工程を示す縦断面図。

【図４】本発明の他の実施の形態に係る密閉型電池用防
爆封口板の製造方法の要部工程を示す縦断面図。

【図５】従来の密閉型電池用防爆封口板の縦断面図。

【符号の説明】

１７ 上部金属箔弁体 １８ 下部金属箔弁体 １９ 絶縁ガスケット ２０ 導電性スペーサ ２１ 金属キャップ ２２ 封口ケース ２２ａ 通気口 ２３ 凹状部 ２３ａ 平坦面 ２３Ｂ，２３ｂ 受圧面 ２７ 凸状部 ２９ 易破断部 ３１ 電池ケース ３３ 下部押え治具 ３４ 上部押え治具 ３７ 下部成形ピン ３８ 上部成形ピン ３８ａ 平面部 ３８ｂ 湾曲部 ３９，４０ ガス吐出ノズル ４１ レーザー溶接機 Ｓ 接続部 Ｇ 加圧ガス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電要素を収納した電池ケースの開口部
   を密閉するとともに、電池内圧が設定値まで上昇したと
   きに通電電流を遮断する密閉型電池用防爆封口板におい
   て、 導電性および可撓性を有する上部および下部の両金属箔
   弁体が、各々の周縁部間に絶縁ガスケットを介在して重
   ね合わされ、 前記上部金属箔弁体に形成された下方へ膨出する凹状部
   と、前記下部金属箔弁体に形成された上方へ膨出する凸
   状部との少なくとも一方が、中央の平坦面の周囲から湾
   曲して斜め方向へ延びる断面逆台形状または断面台形状
   に成形され、 前記両金属箔弁体が、前記凹状部と前記凸状部との各々
   の中央部分が互いに弾力的に接触した状態で溶着されて
   なる接続部のみを介して電気的に導通され、 前記下部金属箔弁体における前記凸状部の周囲に、電池
   内圧が所定値に達したときに前記凹状部が上方へ凸状に
   反転する応力を受けて破断する易破断部が設けられてい
   ることを特徴とする密閉型電池用防爆封口板。
2. 【請求項２】 密閉型の角形電池用の防爆封口板であっ
   て、 凹状部が、長さ方向の縦断面形状が幅方向の縦断面形状
   よりも長い平面視長方形状に形成されている請求項１に
   記載の密閉型電池用防爆封口板。
3. 【請求項３】 導電性および可撓性を有する上部および
   下部の両金属箔弁体を、各々の周縁部間に絶縁ガスケッ
   トを介在して重ね合わせた状態で金属製封口ケース内に
   挿入する工程と、 前記両金属箔弁体を前記封口ケースに挿入する工程の以
   前または以後において、前記両金属箔弁体の各々の周縁
   部を一対の押え治具により前記絶縁ガスケット、さらに
   は前記封口ケースを介して挟持固定する工程と、 前記両金属箔弁体を挟持固定した状態において、一対の
   うちの少なくとも一方の先端部分が中央の平面部の周囲
   に湾曲部を有する形状となった一対の成形ピンを、前記
   封口ケースにおける上部開口部および底部の通気口をそ
   れぞれ挿通させ、または挿通させずに互いに近接する方
   向に作動させることにより、前記両成形ピンで前記両金
   属箔弁体を同時にプレス成形加工して、前記両金属箔弁
   体にそれぞれ互いに密着状態に接触する凹状部および凸
   状部を成形加工する工程と、 前記凹状部と前記凸状部との接触部分をレーザー溶接で
   溶接して接続部を形成する工程と、 前記上部金属箔弁体上に導電性スペーサおよび金属キャ
   ップを順次重ね合わせたのちに、前記封口ケースの開口
   部を内方にかしめ加工する工程と、 を有する密閉型電池用防爆封口板の製造方法。
4. 【請求項４】 導電性および可撓性を有する上部および
   下部の両金属箔弁体を、各々の周縁部間に絶縁ガスケッ
   トを介在して重ね合わせた状態で金属製封口ケース内に
   挿入する工程と、 前記両金属箔弁体を前記封口ケースに挿入する工程の以
   前または以後において、前記上部金属箔弁体に下方へ膨
   出する凹状部を、前記下部金属箔弁体に上方へ膨出する
   凸状部をそれぞれ成形加工して、前記凹状部と前記凸状
   部との各々の中央部位を接触させる工程と、 前記封口ケースにおける上部開口部および底部の通気口
   を通じて加圧ガスを前記凹状部および前記凸状部に作用
   させて、前記凹状部と前記凸状部との接触面積を増大さ
   せる工程と、 前記凹状部と前記凸状部との接触部分をレーザー溶接で
   溶接して接続部を形成する工程と、 前記上部金属箔弁体上に導電性スペーサおよび金属キャ
   ップを順次重ね合わせたのちに、前記封口ケースの開口
   部を内方にかしめ加工する工程と、 を有する密閉型電池用防爆封口板の製造方法。