JPS6372062A - 防爆型電池 - Google Patents
防爆型電池Info
- Publication number
- JPS6372062A JPS6372062A JP61215270A JP21527086A JPS6372062A JP S6372062 A JPS6372062 A JP S6372062A JP 61215270 A JP61215270 A JP 61215270A JP 21527086 A JP21527086 A JP 21527086A JP S6372062 A JPS6372062 A JP S6372062A
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- JP
- Japan
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- battery
- explosion
- sealing body
- memory alloy
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- 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
-
- 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
- H01M50/375—Vent means sensitive to or responsive to temperature
-
- 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
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- 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】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、電池内圧異常上昇時における防爆構造を具
備する防爆型７ｍ池に関するものである。
備する防爆型７ｍ池に関するものである。
〈従来の技術〉
筒形リチウム電池やニッケルーカドミウム電池などの電
池では、過充電や外部短絡などの誤使用時において電池
内部で発生した多足のカスおるいは電池の火中投入の際
の高温などによって、電池内圧が所定値以上に達した場
合、電池缶開口部に設けた防爆構造により、電池内部の
異常ガス圧を端子板に設けたガス丈き孔を介して外部に
放出し、こうして電池の爆発を防止するようにしている
。
池では、過充電や外部短絡などの誤使用時において電池
内部で発生した多足のカスおるいは電池の火中投入の際
の高温などによって、電池内圧が所定値以上に達した場
合、電池缶開口部に設けた防爆構造により、電池内部の
異常ガス圧を端子板に設けたガス丈き孔を介して外部に
放出し、こうして電池の爆発を防止するようにしている
。
このような防爆構造としては例えば第３図に示したもの
が従来より一般的に用いられている。
が従来より一般的に用いられている。
即ち、この例では、発電要素２を収納した有底円筒状の
電池缶１の開口部１ａに、薄肉金属板からなる封口体４
、ガス仇き孔８ａ及び切刃８ｂを有する端子板８を順次
載首し、また開口部１ａを絞りかしめることで合成樹脂
製の封口ガスケット３を介してこれら封口体４及び端子
板８の周縁部を一体に挾圧し、これによって開口部１ａ
の封口を行なう溝道としている。そして、電池内圧の異
常上昇により図中上側に凸状に膨出した封口体４を切刃
８ｂによって突き破り、この破断部を介して端子板８に
設けたガス。
電池缶１の開口部１ａに、薄肉金属板からなる封口体４
、ガス仇き孔８ａ及び切刃８ｂを有する端子板８を順次
載首し、また開口部１ａを絞りかしめることで合成樹脂
製の封口ガスケット３を介してこれら封口体４及び端子
板８の周縁部を一体に挾圧し、これによって開口部１ａ
の封口を行なう溝道としている。そして、電池内圧の異
常上昇により図中上側に凸状に膨出した封口体４を切刃
８ｂによって突き破り、この破断部を介して端子板８に
設けたガス。
扱き孔８ａから電池内の異常ガス圧を外部に放出する構
成としている。
成としている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら、上記従来の防爆構造のように膨出した封
口体を切刃などで突き破って電池内圧を逃がす構造では
、切刃が封口体を突き破る穴は通常極く細いスリット状
になり、この穴は破断後の内圧が緩和された状態ではそ
れ以上は拡大しないことから、電池内圧の急速な放出は
いささか困難であるのが実情である。このため、過放電
時のように電池内圧の上昇が比較的緩やかな場合は異常
ガス圧の放出を有効に行ない得るものの、火中投入や外
部短絡などの際の急激な電池内圧の上昇にはうまく追随
してガス圧放出を行なえず、電池破裂に至ってしまうと
いう問題がある。
口体を切刃などで突き破って電池内圧を逃がす構造では
、切刃が封口体を突き破る穴は通常極く細いスリット状
になり、この穴は破断後の内圧が緩和された状態ではそ
れ以上は拡大しないことから、電池内圧の急速な放出は
いささか困難であるのが実情である。このため、過放電
時のように電池内圧の上昇が比較的緩やかな場合は異常
ガス圧の放出を有効に行ない得るものの、火中投入や外
部短絡などの際の急激な電池内圧の上昇にはうまく追随
してガス圧放出を行なえず、電池破裂に至ってしまうと
いう問題がある。
また、別の防爆型構造として、封口体のほぼ中央付近に
例えば十字模様の薄肉部を設け、異常内圧によりこの薄
肉部を膨張させて破断するようにしたものもあるが、こ
の場合も上記と同じく破断以後の急激な内圧上昇に追随
してガス放出を行なわせることは難しく、電池破裂を招
くという問題がある。
例えば十字模様の薄肉部を設け、異常内圧によりこの薄
肉部を膨張させて破断するようにしたものもあるが、こ
の場合も上記と同じく破断以後の急激な内圧上昇に追随
してガス放出を行なわせることは難しく、電池破裂を招
くという問題がある。
く問題点を解決するための手段〉
この発明の防爆型電池は、ガス後き孔を有してなる端子
板を発電要素が収納された電池缶の開口部に位置させ、
この端子板と発電要素上面に設けた封口体との間に形状
記憶合金からなる防爆部材を設け、形状記憶合金の変態
温度以上の温度においてこの防爆部材を変形させて封口
体を破断させることを要旨とする。
板を発電要素が収納された電池缶の開口部に位置させ、
この端子板と発電要素上面に設けた封口体との間に形状
記憶合金からなる防爆部材を設け、形状記憶合金の変態
温度以上の温度においてこの防爆部材を変形させて封口
体を破断させることを要旨とする。
上記のような形状記憶合金としては、Ｎｉ−Ｔｉ系、Ｃ
ｕ−Ｚｎ系おるいはＣｕ−へ℃系などのものから、所望
の変態温度を有する組成のものを適宜に選択して用いれ
ばよい。
ｕ−Ｚｎ系おるいはＣｕ−へ℃系などのものから、所望
の変態温度を有する組成のものを適宜に選択して用いれ
ばよい。
〈作 用〉
以上の手段を用いることで、電池の火中投入時や外部シ
ョート時などにおいて電池温度が上記変態温度以上に上
昇した場合、防爆部材の変形によって封口体を完全に破
断させることができるので、電池内圧の急速な放出が可
能となる。
ョート時などにおいて電池温度が上記変態温度以上に上
昇した場合、防爆部材の変形によって封口体を完全に破
断させることができるので、電池内圧の急速な放出が可
能となる。
〈実施例〉
実施例１
この考案をスパイラル型リチウム電池に適用した例を示
した第１図において、有底円筒状の電池缶１には発電要
素２が収納されている。この発電要素２は、シート状の
正極と負極とをセパレータを介して交互に積重後に渦巻
状に巻回したもので必る。
した第１図において、有底円筒状の電池缶１には発電要
素２が収納されている。この発電要素２は、シート状の
正極と負極とをセパレータを介して交互に積重後に渦巻
状に巻回したもので必る。
電池缶１の開口部１ａには、環状の封口ガスケット３、
並びにガス後き孔５ａが１つあるいは円周状に複数個形
成された円盤状の端子板５が位置している。また、発電
要素２の上面には、ステンレススチー製の厚さ０．２ｍ
ｍ程度の薄肉板からなる封口体４が位置している。この
封口体４には、発電要素２の一方の電極から導出したリ
ード板７が抵抗溶接などにより直接結線されている。そ
して、電池缶１の開口部１ａを絞りかしめて封口体４並
びに端子板５の周縁部を一体に挾圧しである。
並びにガス後き孔５ａが１つあるいは円周状に複数個形
成された円盤状の端子板５が位置している。また、発電
要素２の上面には、ステンレススチー製の厚さ０．２ｍ
ｍ程度の薄肉板からなる封口体４が位置している。この
封口体４には、発電要素２の一方の電極から導出したリ
ード板７が抵抗溶接などにより直接結線されている。そ
して、電池缶１の開口部１ａを絞りかしめて封口体４並
びに端子板５の周縁部を一体に挾圧しである。
一方、端子板５と利口体４との間には、形状記憶合金製
の破断部材６が収納されている。この破断部材６は断面
が略つの字状の形状で、図中上側の端子板内面と接する
部分は、この内面に溶接されており、また図中下側の先
端部分６ａは封口体４上に位置している。そして、この
形状記憶合金を用いてなる防爆部材６は、その変態温度
以上の温度において直線状になるように形状記憶されて
あり、常温において図示したように折曲して電池内に収
納される。ここで、この先端部分６ａに対向する封口体
４の部分を薄肉に成形してやるようにしてもよい。また
、上記形状記憶合金としては、例えば特開昭５６−１３
６９４５号公報に記載されているＣｕ−Ａ、ｅ系あるい
はＣＬＪ−Ａ℃−Ｎｉ系の合金で、その変態温度（マル
テンザイト変態開始温度）Ｍｓが１２０〜１７０’Ｃの
範囲になるようにその組成を適宜に調整して作られた形
状記憶合金を用いればよい。ここで、変態温度をこの範
囲に規定したのは、次の理由による。即ち、この種のリ
チウム電池では一般的には、火中投入時などにおいてそ
の電池温度が１２０’Ｃ程度まで上昇しても電池は安全
であり爆発することはない。また、この種の電池は温度
ｉｏｏ ’ｃ程度で保存試験される場合があり、上記変
態温度が１２０℃より低いとこの保存試験中に防爆構造
が作動してしまうおそれがある。一方、第１図ＣＢ）は
外径’１７ｍｍ。
の破断部材６が収納されている。この破断部材６は断面
が略つの字状の形状で、図中上側の端子板内面と接する
部分は、この内面に溶接されており、また図中下側の先
端部分６ａは封口体４上に位置している。そして、この
形状記憶合金を用いてなる防爆部材６は、その変態温度
以上の温度において直線状になるように形状記憶されて
あり、常温において図示したように折曲して電池内に収
納される。ここで、この先端部分６ａに対向する封口体
４の部分を薄肉に成形してやるようにしてもよい。また
、上記形状記憶合金としては、例えば特開昭５６−１３
６９４５号公報に記載されているＣｕ−Ａ、ｅ系あるい
はＣＬＪ−Ａ℃−Ｎｉ系の合金で、その変態温度（マル
テンザイト変態開始温度）Ｍｓが１２０〜１７０’Ｃの
範囲になるようにその組成を適宜に調整して作られた形
状記憶合金を用いればよい。ここで、変態温度をこの範
囲に規定したのは、次の理由による。即ち、この種のリ
チウム電池では一般的には、火中投入時などにおいてそ
の電池温度が１２０’Ｃ程度まで上昇しても電池は安全
であり爆発することはない。また、この種の電池は温度
ｉｏｏ ’ｃ程度で保存試験される場合があり、上記変
態温度が１２０℃より低いとこの保存試験中に防爆構造
が作動してしまうおそれがある。一方、第１図ＣＢ）は
外径’１７ｍｍ。
高さ３３ｍｍで防爆構造を具備しないスパイラル型リチ
ウム電池を外部ショートさせた場合の例であるが、電池
（表面）温度は時間と共に急激に上昇し、温度１８８°
Ｃで爆発（図中「×」印）に至っている。この例でもわ
かるように、温度約１７０’Ｃ以上では発電要素を構成
するリチウムはすでにある程度溶は出して電解液中の過
塩素酸リチウムなどと反応して爆発するなどの危険な状
態となっており、電池温度がこの温度以上に上昇する前
に封口体を破断させて防爆を図る必要がある。尚、上記
例のように電池を外部ショートさせた場合は電池温度が
１２０’Ｃから１７０°Ｃにまで上昇する時間は約２分
であり、温度上昇の割合はそれ程急峻ではないので、こ
の温度範囲内に上記変態温度を設定しておけば有効な防
爆が行ないうるが、火中投入時のように電池温度の上昇
が更に著しく急峻である場合にはそれでも防爆前に電池
の爆発が起こってしまう危険性もあり、この点も考慮す
ると、上記温度範囲としては１２０〜１４０’Ｃ程度が
好ましいといえる。
ウム電池を外部ショートさせた場合の例であるが、電池
（表面）温度は時間と共に急激に上昇し、温度１８８°
Ｃで爆発（図中「×」印）に至っている。この例でもわ
かるように、温度約１７０’Ｃ以上では発電要素を構成
するリチウムはすでにある程度溶は出して電解液中の過
塩素酸リチウムなどと反応して爆発するなどの危険な状
態となっており、電池温度がこの温度以上に上昇する前
に封口体を破断させて防爆を図る必要がある。尚、上記
例のように電池を外部ショートさせた場合は電池温度が
１２０’Ｃから１７０°Ｃにまで上昇する時間は約２分
であり、温度上昇の割合はそれ程急峻ではないので、こ
の温度範囲内に上記変態温度を設定しておけば有効な防
爆が行ないうるが、火中投入時のように電池温度の上昇
が更に著しく急峻である場合にはそれでも防爆前に電池
の爆発が起こってしまう危険性もあり、この点も考慮す
ると、上記温度範囲としては１２０〜１４０’Ｃ程度が
好ましいといえる。
このような構造の実施例の電池では、火中投入や外部シ
ョートなどにより電池温度が上記変態温度になった時に
は破断部材６が直線形状に変形するので、破断部材６の
先端部分６ａは第１図において上方向へ急速に移動し、
この結果、封口体４は破断し、この破断部より電池内の
ガス放出が行なわれる。
ョートなどにより電池温度が上記変態温度になった時に
は破断部材６が直線形状に変形するので、破断部材６の
先端部分６ａは第１図において上方向へ急速に移動し、
この結果、封口体４は破断し、この破断部より電池内の
ガス放出が行なわれる。
尚、以上は火中投入や外部ショート時などの防爆につい
て説明したが、過充放電による電池内圧の異常上昇時の
防爆を行なうためには、以上説明した破断部材に加えて
前記で説明した従来の切刃などを用いた構造を使用して
やってもよいし、また破断部材６の先端部分６ａの形状
を切刃状や針状とし、内圧上昇により図中上方向に膨出
する封口体４をこの先端部分６ａによって突き破る構成
としてもよい。
て説明したが、過充放電による電池内圧の異常上昇時の
防爆を行なうためには、以上説明した破断部材に加えて
前記で説明した従来の切刃などを用いた構造を使用して
やってもよいし、また破断部材６の先端部分６ａの形状
を切刃状や針状とし、内圧上昇により図中上方向に膨出
する封口体４をこの先端部分６ａによって突き破る構成
としてもよい。
実施例２
第２図はこの発明の他の実施例を示したもので、破断部
材１６の形状の違いを除いては上述の実施例と同じｒ４
造である。
材１６の形状の違いを除いては上述の実施例と同じｒ４
造である。
即ち、この破断部材１６はバネ状に成形されており、破
断部材１６を構成する形状記憶合金の変態温度以下の温
度下においては図示したように縮んでいるが、変態温度
以上になると、形状記憶されていた長い形状に変形する
ため、図中■の方向に急速に移動して封口体４を破断す
る。ここで、上記実施例の場合と同様に、破断部材１６
の先端部分１６ａを切刃状に加工成形しておけば、変態
温度以上の温度上昇を伴わない電池内圧上昇の場合の防
爆にも対応することができる。
断部材１６を構成する形状記憶合金の変態温度以下の温
度下においては図示したように縮んでいるが、変態温度
以上になると、形状記憶されていた長い形状に変形する
ため、図中■の方向に急速に移動して封口体４を破断す
る。ここで、上記実施例の場合と同様に、破断部材１６
の先端部分１６ａを切刃状に加工成形しておけば、変態
温度以上の温度上昇を伴わない電池内圧上昇の場合の防
爆にも対応することができる。
〈発明の効果〉
以上のように構成されるこの発明の防爆型電池によれば
、火中投入や外部ショート時などにおいて有効な防爆が
行なえ、この種の電池の防爆機構の信頼性向上を図るこ
とができるといった効果を奏する。
、火中投入や外部ショート時などにおいて有効な防爆が
行なえ、この種の電池の防爆機構の信頼性向上を図るこ
とができるといった効果を奏する。
第１図（Ａ）はこの発明の実施例を示した説明図、第１
図（Ｂ）は電池外部ショート時にあける電池表面温度の
経時変化を示したグラフ、第２図は他側の説明図、第３
図は従来例の説明図でおる。 １・・・電池缶、２・・・発電要素、４・・・封口体、
５．８・・・端子板、６，１６・・・破断部材。 第１ 図（Ｓ） 時間（Ｊｌｆ） 第１図（Ａ） 第２ｔ！１ 第３ｒｙＪ
図（Ｂ）は電池外部ショート時にあける電池表面温度の
経時変化を示したグラフ、第２図は他側の説明図、第３
図は従来例の説明図でおる。 １・・・電池缶、２・・・発電要素、４・・・封口体、
５．８・・・端子板、６，１６・・・破断部材。 第１ 図（Ｓ） 時間（Ｊｌｆ） 第１図（Ａ） 第２ｔ！１ 第３ｒｙＪ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ガス抜き孔を有してなる端子板を発電要素が収納さ
れた電池缶の開口部に位置させ、この端子板と発電要素
上面に設けた封口体との間に形状記憶合金からなる防爆
部材を設け、形状記憶合金の変態温度以上の温度におい
てこの防爆部材を変形させて封口体を破断させることを
特徴とする防爆型電池。 ２、電池形式が筒形リチウム電池であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の防爆型電池。 ３、形状記憶合金の変態温度が１２０〜１７０℃である
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の防爆型電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61215270A JPS6372062A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 防爆型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61215270A JPS6372062A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 防爆型電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6372062A true JPS6372062A (ja) | 1988-04-01 |
Family
ID=16669528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61215270A Pending JPS6372062A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 防爆型電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6372062A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4975341A (en) * | 1990-04-03 | 1990-12-04 | Eveready Battery Company, Inc. | Electrochemical cell with circuit disconnect device |
| US4992339A (en) * | 1990-03-14 | 1991-02-12 | Eveready Battery Company, Inc. | Electrochemical cell with circuit disconnect device |
| JPH048256U (ja) * | 1990-05-01 | 1992-01-24 | ||
| JPH10334875A (ja) * | 1997-06-04 | 1998-12-18 | Toyota Motor Corp | リチウムイオン２次電池 |
| US7763375B2 (en) | 2006-05-24 | 2010-07-27 | Eveready Battery Company, Inc. | Current interrupt device for batteries |
| EP2337053A1 (fr) | 2009-11-17 | 2011-06-22 | Saft Groupe S.A. | Coupe-circuit active thermo mecaniquement |
| US8082846B2 (en) | 2002-08-12 | 2011-12-27 | Qinetiq Limited | Temperature responsive safety devices for munitions |
| US8616131B2 (en) | 2007-07-25 | 2013-12-31 | Qinetiq Limited | Rupturing devices |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60198051A (ja) * | 1984-03-19 | 1985-10-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉電池 |
-
1986
- 1986-09-12 JP JP61215270A patent/JPS6372062A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60198051A (ja) * | 1984-03-19 | 1985-10-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉電池 |
Cited By (8)
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| EP2337053A1 (fr) | 2009-11-17 | 2011-06-22 | Saft Groupe S.A. | Coupe-circuit active thermo mecaniquement |
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