JPH11339767A - 二次電池用封口板とその二次電池用封口板に使用するptc素子の加工方法 - Google Patents

二次電池用封口板とその二次電池用封口板に使用するptc素子の加工方法

Info

Publication number
JPH11339767A
JPH11339767A JP10145352A JP14535298A JPH11339767A JP H11339767 A JPH11339767 A JP H11339767A JP 10145352 A JP10145352 A JP 10145352A JP 14535298 A JP14535298 A JP 14535298A JP H11339767 A JPH11339767 A JP H11339767A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ptc element
valve body
window
sealing plate
secondary battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10145352A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Ito
勝 伊東
竜司 ▲たか▼橋
Ryuji Takahashi
Seiichi Mizutani
精一 水谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP10145352A priority Critical patent/JPH11339767A/ja
Publication of JPH11339767A publication Critical patent/JPH11339767A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次電池用封口板の電流遮断圧力の安定化お
よびそのためのPTC素子の加工方法を提供することを
目的としている。 【解決手段】 下方に突出する屈曲部24を備えた上弁
体17の上方に、屈曲部24よりも大きな開口窓25を
有するPTC素子18を配置するとともに、開口窓25
の上下両面における窓縁部26の形状を同じとしたた
め、PTC素子18の表裏にかかわらず上弁体17の受
圧面積を一定にすることが可能になり、電流遮断圧力が
安定化され安全性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は二次電池における過
充電時や短絡時においても、電流を遮断し発火や破裂を
防止するための二次電池用封口板と、その二次電池用封
口板に使用するPTC素子の加工方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】リチウム等を用いた二次電池において
は、過充電や短絡状態になると、電池内部の発熱により
内圧が上昇し破裂に至ったり、甚だしくは発火したりす
るという課題があった。そのため上記のような異常時に
は、電流を遮断して内部発熱を防止し安全性を確保する
ために、従来から例えば特開平9−45304号公報に
開示されているような電流遮断機構を備えた二次電池用
の封口板が提案されており、これを図9を用いて説明す
る。
【0003】図9において、1は極板群(図示しない)
を収容する電池ケース、2はキャップ、3はキャップ2
の下面に設けられたPTC素子、4は上弁体、5は下弁
体、6は電池ケース1と封口板との間に介在されるガス
ケット、7は下弁体5に設けたガス導入口、8は上弁体
4に設けた下方に突出する屈曲部、9は上弁体4の一部
に設けた薄肉の電流遮断部、10はキャップ2に設けた
ガス開放口、11はPTC素子3の中央部にある開口窓
である。また上弁体4の屈曲部8と下弁体5とは溶接さ
れて接触しており、上弁体4の周縁部4aは絶縁膜4b
により下弁体5とは絶縁されている。
【0004】上記構成において、過充電や短絡状態にな
り、電池内部の発熱およびガス発生により内圧が上昇す
ると、その圧力をもったガスが下弁体5に設けたガス導
入口7を通って上弁体4を上方に押圧する。そして所定
圧力以上になると薄肉の電流遮断部9を破断し、上弁体
4が上方に変移,変形して上弁体4と下弁体5の接触は
断たれて通電経路が遮断されるとともに、電池内部のガ
スがガス開放口10を通って外部に放出される。これに
より、内部発熱の継続が断たれ、異常温度上昇による発
火および異常圧力上昇による電池の破裂を防止してい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、上弁体4の上方に接して配置されたPT
C素子3の表裏により、上弁体4におけるガス受圧面積
が変わってしまい、電流の遮断圧力が不均一になるとい
う課題があった。すなわち、通常平板状のPTC素子3
に開口窓11をあけるためには、プレス加工機等による
一方向からの穴開け加工がPTC素子3に行われるが、
その際に一方の面の窓縁部には内側に抜きダレが残り、
他方の面の窓縁部には外側に抜きバリを生じてしまう。
そのため、PTC素子3と上弁体4との接触開始点がP
TC素子3の表裏により変わり、PTC素子3を表側を
上にするか、裏側を上にするかにより上弁体4に対する
ガス受圧面積が異なる。したがって、均一安全性能をも
った二次電池が提供し難いという問題点があった。
【0006】本発明は上記課題を解決するもので、PT
C素子の表裏によらず上弁体におけるガス受圧面積を安
定化せしめ、安定した電流遮断圧力を確保することを目
的としたものである。
【0007】また、そのための重要部品であるPTC素
子に関して、その加工方法を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、下方に突出する屈曲部を備えた上弁体の上方
に上弁体の屈曲部よりも大きな開口窓を開口したPTC
素子を配置するとともに、開口窓の上下両面における窓
縁部の形状を同じ形状としている。
【0009】またPTC素子における開口窓を穴抜き加
工により形成した後に、前記穴抜き加工における穴抜き
方向に対して逆方向からPTC素材の開口窓の窓縁部に
R面付け加工あるいはC面付け加工を行い窓縁部の形状
を上下両面ともに同じ形状になるように加工する。
【0010】また、開口窓を穴抜き加工により形成した
後に、上下両面の窓縁部にR面付け加工またはC面付け
加工を行いPTC素材の上下面における窓縁部の形状を
ともに同じ形状になるように加工する。
【0011】また、開口窓を穴抜き加工により形成した
後に、PTC素子に上下面の両方向からの圧縮加工を行
うことにより、上下両面における窓縁部の形状をともに
同じ形状になるように加工する。
【0012】本発明は上記手段によって、上弁体に対し
てPTC素子は表裏いずれの側を対面させても、上弁体
とPTC素子との接触開始点が一定となり、PTC素子
の表裏いずれの面にかかわらず上弁体におけるガス受圧
面積が安定化され、安定した電流遮断圧力を確保するこ
とができる。
【0013】また上記加工法によって、PTC素子の開
口窓の表裏面における窓縁部の形状が同じ形状となり、
上弁体に対してPTC素子は表裏いずれの側を対面させ
ても、上弁体とPTC素子との接触開始点を一定にする
ことができる。なお上記の上弁体とPTC素子との接触
開始点が一定というのは、上弁体とPTC素子とが接触
する部分ならびに接触しない部分が同じになることを意
味している。
【0014】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を添付図
面に基づいて説明する。
【0015】図1において、12は図示しない極板群や
電解液を収容する電池ケース、13は電池ケース12の
開口部に配設したガスケットである。そして封口ケース
14,下弁体15,絶縁パッキン16,上弁体17,P
TC素子18,キャップ19により封口板20が構成さ
れている。また21は封口ケース14に設けたガス導入
口、22は下弁体15に上方に突出して成形された弁
体、23は下弁体15に設けた通気口、24は上弁体1
7の中央部に下方に突出して成形した屈曲部、25はP
TC素子18の開口窓、26は開口窓25の窓縁部、2
7はキャップ19に設けたガス開放口である。
【0016】また弁体22は、図2(A)に示すように
下弁体15に破断部28を隔てて弁体穴29を開設する
とともに、弁体穴29間を結んでほぼ円形に切断加工部
30を施し、さらに上方に突出して成型加工することに
より成形されている。
【0017】そして溶接部31にて、弁体22は上弁体
17の屈曲部24と接合され、封口ケース14より下弁
体15,上弁体17,PTC素子18を経てキャップ1
9に至る通電経路が構成されている。
【0018】一方、PTC素子18の開口窓25は、上
弁体17の屈曲部24よりも大きく開口しているととも
に、開口窓25の窓縁部26は図2(B)に示すように
上下面ともにほぼ同形状のR面に成形されている。
【0019】なお、32は樹脂状のPTC材料、33は
PTC材料32の両面に貼り合わされた電極板である。
【0020】また電池ケース12内に収納されている正
極板,負極板およびそれらから電池ケース12ならびに
封口ケース14を接続するリードは図に示すことを省略
している。
【0021】上記構成において、電池に対して過充電や
短絡状態になると電池内部の発熱により電池内部にガス
が発生し内圧が上昇する。この時、この圧力はガス導入
口21および通気口23ならびに弁体穴29を介して上
弁体17を下方より押圧する。そして所定圧力以上にな
ると屈曲部24が上方に反転し、その力により下弁体1
5の弁体22における破断部28が破断される。そし
て、下弁体15と上弁体17との導通が遮断(電流遮
断)され、内部発熱の継続が断たれることになる。
【0022】上記動作の中で、電流遮断が行われる圧力
の安定化は、二次電池としての安全性を確保するうえで
特に重要であるが、そのためには上弁体17の屈曲部2
4の反転が一定のガス圧力にて行われることが必須とな
る。この屈曲部24の反転動作を決定づける要因は、屈
曲部24の剛性とガス圧力および上弁体17における受
圧面積である。ここで屈曲部24の剛性は上弁体17の
材料および形状によって決定され、製造工程の安定化に
より安定した剛性を実現することは容易である。一方、
ガス圧力は目標とする電流遮断動作圧力であり、一定で
ある。したがって、安定した屈曲部24の反転動作すな
わち安定した電流遮断圧力を得るためには、受圧面積が
一定であることが必要となる。
【0023】ここで上弁体17における受圧面積は、ガ
スが充満する絶縁パッキン16の開口部分のように見え
るが、上弁体17がPTC素子18と接触している部分
すなわち外周部分については、ガスによる下方からの押
し圧力はPTC素子18が支えることになる。そのた
め、上弁体17の屈曲部24の反転動作に関係する実質
的な受圧面積は、PTC素子18の開口窓25の開口面
積となる。さらに、厳密には上弁体17とPTC素子1
8との接触が行われていない部分の面積である。したが
って受圧面積を一定にするためには、上弁体17とPT
C素子18との接触開始点を一定にする必要がある。
【0024】ここでPTC素子の成形加工は、通常は図
3(A)に示すように平板状のPTC素材34を、打ち
抜きパンチ35およびダイ36を用いたプレス打ち抜き
加工により行われる。37は開口窓25の打ち抜き加工
による抜きカスである。そして、この加工によって成型
される通常のPTC素子は、金属に比較して柔らかいた
め、図3(B)に示されるように、一方の面における窓
縁部26には内側に比較的大きなR面状の抜きダレ38
が生じるが、他方の面の窓縁部26はダイ36により規
制されるため、外側に小さい抜きバリ39が生じること
になる。
【0025】ここで上記構成要素中のPTC素子18
に、図3(B)に示す通常の加工法によるものを用いた
場合には、PTC素子の表裏いずれかの面を上弁体17
に接触すると、その接触側のPTC素子面に抜きダレ3
8があるか抜きバリ39があるかにより、受圧面積が変
化し安定した電流遮断圧力が得られない。これを図4の
(A)と(B)を用いて説明する。
【0026】図4は封口板において電流遮断圧力を決定
づける重要構成部品であるPTC素子18と上弁体17
のみを示したもので、図4(A)はPTC素子18の開
口窓25における抜きダレ38を上方にして、比較的鋭
利な抜きバリ39を下方とし上弁体17に接触するよう
に構成した場合を表し、図4(B)はPTC素子18の
表裏を逆に配置した場合を示している。
【0027】そして図4(A)においてPTC素子18
と上弁体17との接触開始点は、PTC素子18の抜き
バリ39と上弁体17との接触部となり、受圧面積は図
中でW1で表わされる。一方、図4(B)における接触
開始点は、PTC素子18の抜きダレ38の終了する場
所となり、受圧面積は図中でW2で表わされることにな
る。両図から明らかに示されるようにW1<W2であ
り、PTC素子の表裏により電流遮断圧力が異なること
になる。
【0028】これに対し、本発明におけるPTC素子1
8には上下両面における窓縁部26に、ほぼ同形状のR
面が形成されているため、PTC素子18の表裏にかか
わらず上弁体17との接触開始点はほぼ同一になり、上
弁体17の受圧面積の一定化によって安定した電流遮断
圧力が得られる。
【0029】勿論、図5に示す他の実施の形態のよう
に、PTC素子18の上下両面における窓縁部26をと
もにほぼ直角としても、PTC素子18の表裏にかかわ
らず上弁体17との接触開始点および受圧面積W3は一
定となり、安定した電流遮断圧力を得ることができる。
【0030】図6に示す実施の形態は、図1に示す実施
の形態に用いるPTC素子18の加工方法を示したもの
で、開口窓25の穴抜き加工の後に、先端にR面あるい
はC面を施した縁加工パンチ40を、穴抜き方向に対し
て逆方向から窓縁部26に当接せしめ、PTC素材34
の逆側における窓縁部26へのR面付け加工を行ってい
る。これにより、PTC素材34には上下両面における
窓縁部26に、ほぼ同形状のR面が形成されることにな
る。
【0031】また図7に示す他の実施の形態は、打ち抜
きパンチ35を用いて平板状のPTC素材34から開口
窓25の穴抜き加工を行った後に、先端にR面あるいは
C面を施した縁加工パンチ41および42を上下の両面
方向から窓縁部26に当接させるもので、同様にPTC
素材34の上下両面における窓縁部26に、ほぼ同形状
のR面が形成される。
【0032】この加工方法によれば、上下の窓縁部26
への縁加工パンチ41および42の当接量の管理が容易
であるため、窓縁部26の上下両面に均一なR面を形成
することが可能である。
【0033】以上の説明では、上弁体17の上部に配置
される部品としての、PTC素子およびその加工方法に
ついて述べてきたが、この部品を樹脂状のPTC材料を
用いたPTC素子に替えて金属としてもよいことは言う
までもない。
【0034】さらに図8に示す実施の形態は、図5に示
す実施の形態に用いられるような両面の窓縁部26をと
もにほぼ直角とするPTC素子加工方法を示したもの
で、図6に示す実施の形態と同様に打ち抜きパンチ35
を用いた開口窓25の穴抜き加工の後に、平面パンチ4
3および平面受けプレート44により押圧加工を行うも
のである。これはPTC素材が金属に比較して柔らか
く、かつ弾性力に富んだ樹脂状のPTC材料32である
ことを利用して、開口窓25の穴抜き加工の際にできる
R面状の抜きダレ38の矯正加工を行っている。つま
り、平面パンチ43により押圧されたPTC素材34
は、その圧力により板厚が薄くなるようにややつぶれる
ことになるが、その際にR面状に変形していた窓縁部2
6がPTC材料32の反発力により変形が矯正され、窓
縁部26の形状がほぼ直角になる。その後、平面パンチ
43による押圧が解除されると、弾性力により材料のつ
ぶれが復元されることになる。
【0035】その結果、開口窓25における上下両面の
窓縁部26をともにほぼ直角としたPTC素子を得るこ
とができる。そして、封口板にこのPTC素子を用いる
ことにより、安定した電流遮断圧力を得ることができ
る。
【0036】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、下方に突
出する屈曲部を備えた上弁体の上方に上弁体の屈曲部よ
りも大きな開口窓を有するPTC素子を配置するととも
に、開口窓の上下両面における窓縁部の形状を、同じR
面ないしはほぼ直角として同一にしたため、PTC素子
の表裏にかかわらず上弁体の受圧面積は一定となり、安
定した電流遮断圧力を得ることができる。また、PTC
素子の表裏を判別する必要がなく、封口板の製造工程に
おける生産性が向上する。
【0037】またPTC素子の加工方法において、開口
窓の穴抜き加工の後に、先端にR面あるいはC面を施し
た縁加工パンチを穴抜き方向に対して逆方向からか、あ
るいは両方向から窓縁部に当接せしめたため、上下両面
の窓縁部形状が同じR面としたPTC素子を得ることが
できる。
【0038】またPTC素子の加工方法において、開口
窓の穴抜き加工の後にPTC素子に上下面方向からの圧
縮加工を行ったため、上下両面の窓縁部形状がほぼ同じ
直角のPTC素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における二次電池用封口
板の要部を示す縦断面図
【図2】(A)同実施の形態における下弁体の平面図 (B)同実施の形態におけるPTC素子の縦断面図
【図3】(A)PTC素子の通常の加工方法を示す概念
図 (B)同通常の加工方法によって得られるPTC素子の
要部縦断面図
【図4】図3(B)のPTC素子を用いた場合の表裏に
よる受圧面積の変化を示す説明図
【図5】本発明の他の実施の形態における二次電池用封
口板の要部を示す縦断面図
【図6】図2(B)に示すPTC素子の加工方法の一実
施の形態を示す概念図
【図7】図2(B)に示すPTC素子の加工方法の他の
実施の形態を示す概念図
【図8】図5に示す実施の形態におけるPTC素子の加
工方法の実施の形態を示す概念図
【図9】従来の二次電池用封口板の要部を示す縦断面図
【符号の説明】
15 下弁体 17 上弁体 18 PTC素子 20 封口板 22 弁体 24 屈曲部 25 開口窓 26 窓縁部 28 破断部 32 PTC材料 34 PTC素材 38 抜きダレ 39 抜きバリ 40,41,42 縁加工パンチ 43 平面パンチ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電流遮断部を備える下弁体と、下方に突
    出した屈曲部を前記下弁体に接合された上弁体と、前記
    上弁体の周縁に接して上方に配置され前記上弁体の屈曲
    部よりも大きな開口窓を開口したPTC素子を備えてい
    て、前記PTC素子は前記PTC素子の開口窓の上下面
    における窓縁部の形状が同じ形状としたことを特徴とす
    る二次電池用封口板。
  2. 【請求項2】 PTC素子の開口窓の上下両面における
    窓縁部の形状を、抜きダレ面と同じR面としたことを特
    徴とする請求項1記載の二次電池用封口板。
  3. 【請求項3】 PTC素子の開口窓の上下両面における
    窓縁部の形状を、ともに直角としたことを特徴とする請
    求項1記載の二次電池用封口板。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の二次電池用封口板に使用
    するPTC素子の加工方法であって、PTC素材に開口
    窓を穴抜き加工により形成した後に、前記穴抜き加工に
    おける穴抜き方向に対して逆方向からPTC素材の開口
    窓の窓縁部にR面付け加工またはC面付け加工を行うこ
    とにより、PTC素材の上下面における窓縁部の形状を
    ともに同じ形状に加工することを特徴とする二次電池用
    封口板に使用するPTC素子の加工方法。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の二次電池用封口板に使用
    するPTC素子の加工方法であって、PTC素材に開口
    窓を穴抜き加工により形成した後に、上下両面の窓縁部
    にR面付け加工またはC面付け加工を行うことにより、
    PTC素材の上下面における窓縁部の形状をともに同じ
    形状に加工することを特徴とする二次電池用封口板に使
    用するPTC素子の加工方法。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の二次電池用封口板に使用
    するPTC素子の加工方法であって、PTC素材に開口
    窓を穴抜き加工により形成した後に、上下両面方向から
    の圧縮加工を行うことにより、上下両面における窓縁部
    の形状をともに同じ形状に加工することを特徴とする二
    次電池用封口板に使用するPTC素子の加工方法。
JP10145352A 1998-05-27 1998-05-27 二次電池用封口板とその二次電池用封口板に使用するptc素子の加工方法 Pending JPH11339767A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10145352A JPH11339767A (ja) 1998-05-27 1998-05-27 二次電池用封口板とその二次電池用封口板に使用するptc素子の加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10145352A JPH11339767A (ja) 1998-05-27 1998-05-27 二次電池用封口板とその二次電池用封口板に使用するptc素子の加工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11339767A true JPH11339767A (ja) 1999-12-10

Family

ID=15383216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10145352A Pending JPH11339767A (ja) 1998-05-27 1998-05-27 二次電池用封口板とその二次電池用封口板に使用するptc素子の加工方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11339767A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000062357A1 (fr) * 1999-04-12 2000-10-19 Toyo Kohan Co., Ltd. Dispositif de securite pour pile fermee et pile fermee le contenant
US7572544B2 (en) 2005-07-11 2009-08-11 Panasonic Corporation Sealed rechargeable battery

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000062357A1 (fr) * 1999-04-12 2000-10-19 Toyo Kohan Co., Ltd. Dispositif de securite pour pile fermee et pile fermee le contenant
US7572544B2 (en) 2005-07-11 2009-08-11 Panasonic Corporation Sealed rechargeable battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6376120B1 (en) Current cutoff mechanism for cell
JP3693844B2 (ja) 電池の感圧電路遮断機構
JP4955865B2 (ja) 密閉型電池の封口板及びその製造方法
US6555263B1 (en) Sealed battery with internal pressure activated safety mechanism
KR100324863B1 (ko) 밀폐형전지용방폭실링판및그제조방법
JP2000090911A (ja) 電池の電路遮断機構
JP5344048B2 (ja) 密閉型電池
JPH11273640A (ja) 密閉型電池の封口板及びその製造方法
JPH11154504A (ja) 圧力遮断センサ
JP2000077058A (ja) 電池の電路遮断機構
JP4303801B2 (ja) 二次電池の安全装置
EP3454392B1 (en) Top cover assembly of secondary battery and secondary battery
JP2000090963A (ja) 二次電池のキャップアセンブリ
JPH11307080A (ja) 電池の電路遮断部品
JP4509911B2 (ja) リチウム二次電池
JPH11339767A (ja) 二次電池用封口板とその二次電池用封口板に使用するptc素子の加工方法
JP2000113912A (ja) 電池の電路遮断機構
JP3682390B2 (ja) 安全弁付密閉部品
JP2000113873A (ja) 電池の電路遮断機構
JP2015099670A (ja) 密閉型電池および密閉型電池のガス排出方法
JPH11154505A (ja) 圧力遮断センサ
JP3600013B2 (ja) 密閉型電池
JPH1131491A (ja) 密閉型電池用防爆封口板およびその製造方法
JP4622268B2 (ja) 密閉型円筒電池用安全弁およびその製造方法
JPH10162798A (ja) 密閉型電池の安全構造