JPS63126152A - 密閉電池 - Google Patents
密閉電池Info
- Publication number
- JPS63126152A JPS63126152A JP61272022A JP27202286A JPS63126152A JP S63126152 A JPS63126152 A JP S63126152A JP 61272022 A JP61272022 A JP 61272022A JP 27202286 A JP27202286 A JP 27202286A JP S63126152 A JPS63126152 A JP S63126152A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- safety valve
- hardness
- pressure
- cell
- hemispherical
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
- H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、電子機器等に内蔵される密閉電池に関する。
（ロ）従来の技術
従来、この種の安全装置としては、特開昭６０−２００
４５６号公報および実開昭６０−１５５１７２号公報に
見られるような電池の外装部材にプレス加工により局部
的にＶ字状の溝を施して肉厚の薄い部分を形成し、電池
内圧の上昇に伴ない溝の部分に応力集中を起こさせて破
断し、その破断部分より内部ガスを外部に放出するもの
が知られている。
４５６号公報および実開昭６０−１５５１７２号公報に
見られるような電池の外装部材にプレス加工により局部
的にＶ字状の溝を施して肉厚の薄い部分を形成し、電池
内圧の上昇に伴ない溝の部分に応力集中を起こさせて破
断し、その破断部分より内部ガスを外部に放出するもの
が知られている。
また、特開昭６０−１６５０４０号公報に見られるよう
な金属箔を用いて、その金属箔の外周をレーザ溶接し、
この薄板を破裂することによって内部ガスを外部へ放出
するものも知られている。
な金属箔を用いて、その金属箔の外周をレーザ溶接し、
この薄板を破裂することによって内部ガスを外部へ放出
するものも知られている。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
しかしながら、Ｖ字状の溝を形成する場合、電池外装部
材を局部的に薄肉にするために刃状工具を押圧するプレ
ス加工を行なうため、押圧部分に異常な加工硬化を生じ
てしまい、材料にクラックが入って割れてしまったり、
あるいは肉厚のバラツキにより安全弁が破壊する設定圧
力の精度が出ないという問題点があった。
材を局部的に薄肉にするために刃状工具を押圧するプレ
ス加工を行なうため、押圧部分に異常な加工硬化を生じ
てしまい、材料にクラックが入って割れてしまったり、
あるいは肉厚のバラツキにより安全弁が破壊する設定圧
力の精度が出ないという問題点があった。
また、金属箔を用いるものは、設定圧力が薄板の厚みと
径の大きさに依存し、厚みが規格化された金属板を用い
て単に径を小さくすると破壊圧力が異常に増大してしま
い、 ２０ｋｇｆ／ｃｊ程度の低圧力設定ができず、低
圧力設定を行なう場合には規格外の厚みの特種金属板を
用いなければならず、コストが高いという問題点があっ
た。
径の大きさに依存し、厚みが規格化された金属板を用い
て単に径を小さくすると破壊圧力が異常に増大してしま
い、 ２０ｋｇｆ／ｃｊ程度の低圧力設定ができず、低
圧力設定を行なう場合には規格外の厚みの特種金属板を
用いなければならず、コストが高いという問題点があっ
た。
そこで本発明は、設定圧力に対する作動精度が高く、ま
た規格化された金属板を用いても低圧力設定が可能な安
価で信頼性の高い密閉電池を提供することを目的とする
。
た規格化された金属板を用いても低圧力設定が可能な安
価で信頼性の高い密閉電池を提供することを目的とする
。
（ニ）問題点を解決するための手段
本発明は金属性の薄板材料にショットピーニング加工を
施して、外側の硬度の高い凸面部と内側硬度の低い凹面
部の硬度比が一定範囲内に入るように調節してフランジ
付の半球形状を形成し、これを電池内圧上昇時破壊する
安全弁としたものである。
施して、外側の硬度の高い凸面部と内側硬度の低い凹面
部の硬度比が一定範囲内に入るように調節してフランジ
付の半球形状を形成し、これを電池内圧上昇時破壊する
安全弁としたものである。
（ホ）作用
これにより、内側の凹面部に電池内圧が加わったとき、
半球形状の中央部分が内側の凹面部の延性により楕円状
に変形し、電池内圧が設定圧力に達したとき、外側の凸
面部が速やかに脆性破壊してクラックが生じ、そのクラ
ック部分から安全弁を破裂することができる。
半球形状の中央部分が内側の凹面部の延性により楕円状
に変形し、電池内圧が設定圧力に達したとき、外側の凸
面部が速やかに脆性破壊してクラックが生じ、そのクラ
ック部分から安全弁を破裂することができる。
（へ）実施例
第１図は本発明の電池に用いられる安全弁を製造する方
法の一例を示す概念図で、空気式噴出装置１を作動し、
内蔵するインペラ２を回転させることによりノズル３を
通してノズル出口３Ａから鉄製微小球４を噴出させる。
法の一例を示す概念図で、空気式噴出装置１を作動し、
内蔵するインペラ２を回転させることによりノズル３を
通してノズル出口３Ａから鉄製微小球４を噴出させる。
その鉄製微小球４の噴出経路には、慣通孔５Ａを有する
樹脂製のマスキング材５を配置し、その後方に安全弁の
素材である円形状の金属性薄板６を配置する。こうして
、空気式噴出装置１から噴出する鉄製微小球４をマスキ
ング材５の慣通孔５Ａを通り抜けるものだけに制限し、
鉄製微小球４を金属性薄板６の中央部にだけ打ち当てる
。このとき、金属性薄板６に打ち当て落下した鉄製微小
球４はコンベア７により、空気式噴出装置８１１に回収
した上、再びノズル出口３Ａから噴出させる。
樹脂製のマスキング材５を配置し、その後方に安全弁の
素材である円形状の金属性薄板６を配置する。こうして
、空気式噴出装置１から噴出する鉄製微小球４をマスキ
ング材５の慣通孔５Ａを通り抜けるものだけに制限し、
鉄製微小球４を金属性薄板６の中央部にだけ打ち当てる
。このとき、金属性薄板６に打ち当て落下した鉄製微小
球４はコンベア７により、空気式噴出装置８１１に回収
した上、再びノズル出口３Ａから噴出させる。
このように、鉄製微小球４を金属性薄板６の中央部に打
ち当てるショットピーニング加工を行ない、金属性薄板
６の中央部を半球状に突出させることによって、安全弁
６０が得られる。
ち当てるショットピーニング加工を行ない、金属性薄板
６の中央部を半球状に突出させることによって、安全弁
６０が得られる。
この安全弁６０は、プレス加工による場合と異なりショ
ットピーニング加工によって形成されるため、凸面部６
０Ａの表面硬度と凹面部６０Ｂの表面硬度に差が生じ、
プレス加工では得られない高い破壊精度を有するものと
なる。
ットピーニング加工によって形成されるため、凸面部６
０Ａの表面硬度と凹面部６０Ｂの表面硬度に差が生じ、
プレス加工では得られない高い破壊精度を有するものと
なる。
更に、このようにして得られる安全弁６０を第２図に示
すように電池部材８に半球状張出部を外向きにして溶接
部９で示す円形溶接を行なう。これにより、構造が簡単
にして装着が容易で体積ロスが少なく１作動精度の高い
安全弁を備えた密閉電池が得られる。
すように電池部材８に半球状張出部を外向きにして溶接
部９で示す円形溶接を行なう。これにより、構造が簡単
にして装着が容易で体積ロスが少なく１作動精度の高い
安全弁を備えた密閉電池が得られる。
ところで、上記の如くショットピーニング加工により安
全弁６０を形成するに当って、安全弁の破壊と表面硬度
に相関があること、その表面硬度が鉄製微小球４の噴出
時間等に関係し、安全弁としての表面硬度の最適条件が
存在することを実験上知り得た。以下、この実験結果に
ついて説明する。
全弁６０を形成するに当って、安全弁の破壊と表面硬度
に相関があること、その表面硬度が鉄製微小球４の噴出
時間等に関係し、安全弁としての表面硬度の最適条件が
存在することを実験上知り得た。以下、この実験結果に
ついて説明する。
まず、空気式噴出装置１は所要馬力１５１１Ｐのちのを
使用し、ノズル３の口径は３７８インチのものを使用し
た。マスキング材５としては厚さ３＋ｎｍの樹脂製のも
のを使用し、慣通孔５Ａは直径８ｏｖｏとした。鉄製微
小球４としては円形状の金属性薄板６の衝突面の表面が
なめらかになるように、また形成される安全弁６０にお
ける半球形状の凸面部６０Ａおよび凹面部６０Ｂの表面
硬度が一様になるように考慮し、直径が０．１ｍｍの比
較的小さいものを選択した。円形状の金属性薄板６の材
料としては厚さ０．０２ｎｏの５ｕｓｏ牝を直径１５圃
に打抜加工し、予め材料の内部応力を除去するためのア
ニール処理を施してビッカーズ硬度１（ｖ１８０一定の
表面硬度となっているものを使用した。
使用し、ノズル３の口径は３７８インチのものを使用し
た。マスキング材５としては厚さ３＋ｎｍの樹脂製のも
のを使用し、慣通孔５Ａは直径８ｏｖｏとした。鉄製微
小球４としては円形状の金属性薄板６の衝突面の表面が
なめらかになるように、また形成される安全弁６０にお
ける半球形状の凸面部６０Ａおよび凹面部６０Ｂの表面
硬度が一様になるように考慮し、直径が０．１ｍｍの比
較的小さいものを選択した。円形状の金属性薄板６の材
料としては厚さ０．０２ｎｏの５ｕｓｏ牝を直径１５圃
に打抜加工し、予め材料の内部応力を除去するためのア
ニール処理を施してビッカーズ硬度１（ｖ１８０一定の
表面硬度となっているものを使用した。
テストサンプルとしての安全弁６０は、インペラ２の回
転数を変えて鉄製微小球４の噴射速度を種々変化させた
もの、またそれぞれの噴射速度に対して鉄製微小球４の
噴射時間を種々変化させたものを製造した。
転数を変えて鉄製微小球４の噴射速度を種々変化させた
もの、またそれぞれの噴射速度に対して鉄製微小球４の
噴射時間を種々変化させたものを製造した。
このように製造した安全弁６０の破壊試験方法は、第３
図に示すように、溶接部１０で外装缶１１にリングプロ
ジエクシヨン溶接し１図中矢印の方向からｉ１ｅガスの
圧力を凹面部６０Ｂに加え、安全弁６０が破壊し、Ｉｌ
ｅガスが外装缶１１の下部に設けられた通孔１２より放
出されるときの破壊圧力を測定した。
図に示すように、溶接部１０で外装缶１１にリングプロ
ジエクシヨン溶接し１図中矢印の方向からｉ１ｅガスの
圧力を凹面部６０Ｂに加え、安全弁６０が破壊し、Ｉｌ
ｅガスが外装缶１１の下部に設けられた通孔１２より放
出されるときの破壊圧力を測定した。
ここで、リングプロジェクション溶接というのは抵抗溶
接のことであり、溶接条件は加圧力５０ｋｇにて電流値
４００ＯＡとした。このリングプロジェクション溶接に
より安全弁６０は外装缶１１と冶金的に接合され、ｌｉ
ｅリーク度がＩ Ｘ １０− ’ ａｔｎ＋−ｃｃ／ｓ
ｅｅの高い密閉性が得られることを確認した。
接のことであり、溶接条件は加圧力５０ｋｇにて電流値
４００ＯＡとした。このリングプロジェクション溶接に
より安全弁６０は外装缶１１と冶金的に接合され、ｌｉ
ｅリーク度がＩ Ｘ １０− ’ ａｔｎ＋−ｃｃ／ｓ
ｅｅの高い密閉性が得られることを確認した。
テストの一例として鉄製微小球４の噴射速度が鉄製微小
球４の噴出量換算で１２ｋｇ／ｍｉｎのときに、噴射時
間を５分、１０分、・・・・・、６０分と変えたときの
測定結果を第１表に簡単に示す。
球４の噴出量換算で１２ｋｇ／ｍｉｎのときに、噴射時
間を５分、１０分、・・・・・、６０分と変えたときの
測定結果を第１表に簡単に示す。
かいと設定圧力２０ｋｇｆ／ｃｎｆよりかなり高い圧力
を加えても安全弁６０は破断せず、安全弁６０の機能と
しては不充分であった（安全弁作動特性は×）、噴射時
間が１０〜２０分程度のものは凸面部６Ａの表面硬度が
ピッガース硬度Ｈｖ３８０〜４３０となると共に、凸面
部６Ａと凹面部６Ｂの表面硬度の比が２．１〜２．３９
となり、 ２０ｋｇｆ／ｃｎｆ±１０％の範囲で精度良
く破壊した（安全弁作動特性はＯ）。また、噴射時間が
３０分以上のものは材料にクラックが発生したり１紙断
してしまうものがあり、安全弁としては使用できないこ
とが解った。
を加えても安全弁６０は破断せず、安全弁６０の機能と
しては不充分であった（安全弁作動特性は×）、噴射時
間が１０〜２０分程度のものは凸面部６Ａの表面硬度が
ピッガース硬度Ｈｖ３８０〜４３０となると共に、凸面
部６Ａと凹面部６Ｂの表面硬度の比が２．１〜２．３９
となり、 ２０ｋｇｆ／ｃｎｆ±１０％の範囲で精度良
く破壊した（安全弁作動特性はＯ）。また、噴射時間が
３０分以上のものは材料にクラックが発生したり１紙断
してしまうものがあり、安全弁としては使用できないこ
とが解った。
次に、鉄製微小球４の噴射時間と噴射速度を種々変えた
ときの測定結果を第４図に示す。
ときの測定結果を第４図に示す。
同図は横軸に硬度指数（＝曲面部６０Ａの表面硬度／凹
面部６０Ｂの表面硬度）をとり、縦軸に破壊圧力をとっ
たものである。
面部６０Ｂの表面硬度）をとり、縦軸に破壊圧力をとっ
たものである。
図において、硬度指数１．４のものは破壊圧力が２５〜
４０ｋｇｆ／ｃｉまで大きく分散し、低圧力設定値とし
ての２０ｋｇｆ／ｃｊより非常に高くなり、なかなか安
全弁６０が破裂せず、安全弁作動特性としては好ましい
ものではなかった。また、硬度指数が３．０のものはｌ
Ｏ〜１５ｋｇｆ／ａｎｔ程度に分散して、微かな圧力を
加えただけで安全弁６０が破壊する場合があり、これも
安全弁作動特性としては好ましいものではなかった。と
ころが、硬度指数が１．９より２．８までのものは当初
設定した低圧力設定値である２０ｋｇｆ１０Ｊの前後で
安全弁６０が破壊し、設定圧力に対する誤差が±１０％
以内であり、破壊圧力が非常に安定し、硬度指数に最適
範囲があることが解った。
４０ｋｇｆ／ｃｉまで大きく分散し、低圧力設定値とし
ての２０ｋｇｆ／ｃｊより非常に高くなり、なかなか安
全弁６０が破裂せず、安全弁作動特性としては好ましい
ものではなかった。また、硬度指数が３．０のものはｌ
Ｏ〜１５ｋｇｆ／ａｎｔ程度に分散して、微かな圧力を
加えただけで安全弁６０が破壊する場合があり、これも
安全弁作動特性としては好ましいものではなかった。と
ころが、硬度指数が１．９より２．８までのものは当初
設定した低圧力設定値である２０ｋｇｆ１０Ｊの前後で
安全弁６０が破壊し、設定圧力に対する誤差が±１０％
以内であり、破壊圧力が非常に安定し、硬度指数に最適
範囲があることが解った。
このように金属性薄板６にショットピーニング加工を施
して半球形状を形成し、その凸面部６０Δと凹面部６０
［１の表面硬度の比を一定範囲内となるように安全弁６
０を製造することにより、低圧力設定が可能となり、ま
た設定圧力に対する作動精度を高くすることができるよ
うになる。
して半球形状を形成し、その凸面部６０Δと凹面部６０
［１の表面硬度の比を一定範囲内となるように安全弁６
０を製造することにより、低圧力設定が可能となり、ま
た設定圧力に対する作動精度を高くすることができるよ
うになる。
尚、上記実施例では安全弁６０の材料として５Ｏ３３０
牝を使用したが、他に５ＵＳ３０４，５ＵＳ３１６゜５
ＵＳ３１６Ｌ、５ＵＳ３２１ 、ＳＯ５：１１４７，５
ＵＳ３８４等を用いることも可能である。
牝を使用したが、他に５ＵＳ３０４，５ＵＳ３１６゜５
ＵＳ３１６Ｌ、５ＵＳ３２１ 、ＳＯ５：１１４７，５
ＵＳ３８４等を用いることも可能である。
（ト）発明の効果
以上のように本発明によれば、規格化された金属板を用
いても精度よく設定した低圧力で安全弁を破壊すること
ができ、安価で信頼性の高い密閉電池が得られる。
いても精度よく設定した低圧力で安全弁を破壊すること
ができ、安価で信頼性の高い密閉電池が得られる。
第１図は本発明の一実施例による安全弁を製造するため
のショットピーニング加工の説明図、第２図は第１図に
より製造された安全弁を電池基材に取り付けたときの断
面図、第３図は第１図により製造された安全弁の実験方
法説明図、第４図は安全弁の硬度指数と破壊圧力の関係
図である。 １・・・空気式噴出装置、２・・・インペラ、３・・・
レズル、３Ａ・・・ ノズル出口、４・・・鉄製微小球
、５・・・マスキング材、５Ａ・・・慣通孔、６・・・
金属性薄板、７・・・コンベア、８・・・基材、 ９．
１０・・・溶接部、１１・・・外装缶、１２・・・通孔
、６０・・・安全弁。 ６０Ａ・・・凸面部、６０［１・・・凹面部。 第１図 第２図 第３図
のショットピーニング加工の説明図、第２図は第１図に
より製造された安全弁を電池基材に取り付けたときの断
面図、第３図は第１図により製造された安全弁の実験方
法説明図、第４図は安全弁の硬度指数と破壊圧力の関係
図である。 １・・・空気式噴出装置、２・・・インペラ、３・・・
レズル、３Ａ・・・ ノズル出口、４・・・鉄製微小球
、５・・・マスキング材、５Ａ・・・慣通孔、６・・・
金属性薄板、７・・・コンベア、８・・・基材、 ９．
１０・・・溶接部、１１・・・外装缶、１２・・・通孔
、６０・・・安全弁。 ６０Ａ・・・凸面部、６０［１・・・凹面部。 第１図 第２図 第３図
Claims (2)
- （１）電池内圧上昇時、安全弁を破裂して電池内部ガス
を外部へ放出する密閉電池において、金属性の薄板材料
にショットピーニング加工を施して、フランジ付の半球
形状を形成し、これを安全弁としたことを特徴とする密
閉電池。 - （２）特許請求の範囲第１項記載において、前記安全弁
における半球形状の外側の凸面部の硬度と内側の凹面部
の硬度の比である硬度指数が１．９〜２．８の範囲にあ
ることを特徴とする密閉電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61272022A JPS63126152A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 密閉電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61272022A JPS63126152A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 密閉電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63126152A true JPS63126152A (ja) | 1988-05-30 |
Family
ID=17508037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61272022A Pending JPS63126152A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 密閉電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63126152A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2671231A1 (fr) * | 1990-12-21 | 1992-07-03 | Renata Ag | Cellule electrochimique protegee contre l'auto-decharge. |
| EP1132983A1 (en) * | 2000-03-09 | 2001-09-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Cell safety valve and method for manufacturing the same |
-
1986
- 1986-11-17 JP JP61272022A patent/JPS63126152A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2671231A1 (fr) * | 1990-12-21 | 1992-07-03 | Renata Ag | Cellule electrochimique protegee contre l'auto-decharge. |
| EP1132983A1 (en) * | 2000-03-09 | 2001-09-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Cell safety valve and method for manufacturing the same |
| US6571816B2 (en) | 2000-03-09 | 2003-06-03 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Cell safety valve and method for manufacturing the same |
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