CN115210951B - 电池的排气阀及电池 - Google Patents
电池的排气阀及电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115210951B CN115210951B CN202180018549.1A CN202180018549A CN115210951B CN 115210951 B CN115210951 B CN 115210951B CN 202180018549 A CN202180018549 A CN 202180018549A CN 115210951 B CN115210951 B CN 115210951B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- main groove
- battery
- groove
- valve body
- exhaust valve
- 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.)
- Active
Links
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 26
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 3
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- -1 for example Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
-
- 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
在排气阀的阀体上形成有开放阀体的近似环状的主槽和设置在主槽的内侧区域的辅助槽。主槽与辅助槽在至少一个部位相连结。在主槽与辅助槽的连结部位,主槽的底部的内侧角部的曲率R1为0.05以下,外侧角部的曲率R2为0.05以上。如果将阀体中的从连结部位观察时位于与辅助槽相反的一侧的部分的壁厚设为t1,并将阀体中主槽的底部的下侧的壁厚设为t2,则t2/t1≥0.16。
Description
技术领域
本公开涉及一种电池的排气阀及电池。
背景技术
作为安装在电动汽车、混合动力电动汽车等上的车载用电源,使用碱性二次电池、锂离子电池等非水电解质二次电池。在非水电解质二次电池中,有时因放入火中、或在异常条件下进行充放电等误操作而在电池内产生大量的气体。在该情况下,由于需要将电池内的气体迅速地放出到电池外,因此在该电池上设置有用于在发生异常情况时将电池内的气体迅速地放出到电池外的排气阀。
专利文献1所公开的电池的排气阀具有:设置于阀体外周部的跑道状的断裂沟槽;以及设置于阀体中心且垂直地连结在断裂沟槽的直线部上的辅助断裂沟槽。
专利文献1:日本公开专利公报特开2003-187774号公报
发明内容
在专利文献1所公开的排气阀的构造中,如果在制造电池时由于对电极体和集电体进行超声波连接时产生的振动、冲击等而应力施加在排气阀上,则有时会在阀体外周部的断裂沟槽产生龟裂。在该情况下,当电池的内压上升时,排气阀的动作会不稳定。
本公开的一方面是一种电池的排气阀,
该电池的排气阀在电池的内部压力达到规定值以上时,形成在该电池上的薄壁的阀体被开放而将该电池内的气体向外部放出,
在所述阀体上形成有开放所述阀体的近似环状的主槽和设置在所述主槽的内侧区域的辅助槽,
所述主槽与所述辅助槽在至少一个部位相连结,
在所述主槽与所述辅助槽的连结部位,所述主槽的底部的内侧角部的曲率R1为0.05以下,所述主槽的底部的外侧角部的曲率R2为0.05以上,
如果将所述阀体中的从所述连结部位观察时位于与所述辅助槽相反的一侧的部分的壁厚设为t1,并将所述阀体中的所述主槽的底部的下侧的壁厚设为t2,则t2/t1≥0.16。
在本公开的一方面的电池的排气阀中,所述主槽的形状可以是跑道形状。在该情况下,所述辅助槽也可以垂直地连结在所述主槽的直线部上。
本公开的一方面的电池包括如上所述的、本公开的一方面的电池的排气阀。
根据本公开的一方面,能够使由于电池的内压上升而产生的应力集中在主槽底部的内侧角部上,并且能够提高主槽底部的外侧角部的耐力,其中,该外侧角部容易受到由振动、冲击等产生的剪切方向的应力的影响。因此,能够做到:当电池的内压上升时,使排气阀稳定地工作。
附图说明
图1是示出设有实施方式所涉及的排气阀的二次电池的、去除电池壳体正面部分和绝缘片正面部分后的电池内部的主视图;
图2是图1所示的二次电池的顶视图;
图3是实施方式所涉及的电池的排气阀的俯视图;
图4是实施例1所涉及的电池的排气阀的主槽与辅助槽的连结部位及其附近的剖视图;
图5是实施例2所涉及的电池的排气阀的主槽与辅助槽的连结部位及其附近的剖视图;
图6是实施例3所涉及的电池的排气阀的主槽与辅助槽的连结部位及其附近的剖视图;
图7是实施例4所涉及的电池的排气阀的主槽与辅助槽的连结部位及其附近的剖视图;
图8是实施例5所涉及的电池的排气阀的主槽与辅助槽的连结部位及其附近的剖视图;
图9是比较例3所涉及的电池的排气阀的主槽与辅助槽的连结部位及其附近的剖视图;
图10是比较例4所涉及的电池的排气阀的主槽与辅助槽的连结部位及其附近的剖视图;
图11是变形例所涉及的电池的排气阀的俯视图;
图12是变形例所涉及的电池的排气阀的俯视图;
图13是变形例所涉及的电池的排气阀的俯视图;
图14是变形例所涉及的电池的排气阀的俯视图;
图15是变形例所涉及的电池的排气阀的俯视图。
具体实施方式
(二次电池的结构)
下面,以方形二次电池为例,参照附图对设有本公开的实施方式所涉及的排气阀的二次电池进行说明。需要说明的是,本发明的范围不限于以下实施方式,能够在本公开的技术思想的范围内做出任意的变更。
图1是示出方形二次电池100的去除电池壳体正面部分和绝缘片正面部分后的电池内部的主视图,图2是方形二次电池100的顶视图。
如图1和图2所示,方形二次电池100包括在上方具有开口的方形外装体1和封闭该开口的封口板2。由方形外装体1和封口板2构成电池壳体200。方形外装体1和封口板2分别由金属制成,例如可以由铝或铝合金制成。在方形外装体1内,与非水电解质一起收纳有扁平状的卷绕式电极体3,长条状的正极板和长条状的负极板隔着长条状的隔膜卷绕起来即构成上述卷绕式电极体3。在正极板中,在金属制的正极芯体上形成有含有正极活性物质的正极活性物质层,正极板具有正极芯体沿着长边方向露出的正极芯体露出部。此外,在负极板中,在金属制的负极芯体上形成有含有负极活性物质的负极活性物质层,负极板具有负极芯体沿着长边方向露出的负极芯体露出部。正极芯体例如可以由铝或铝合金制成。负极芯体例如可以由铜或铜合金制成。
在卷绕式电极体3中卷绕轴所延伸的方向的一端侧,布置有未形成有正极活性物质层的正极芯体4a(即正极芯体露出部),上述正极芯体4a是以层叠的状态布置的。正极芯体4a通过在没有隔着隔膜和负极板的情况下进行卷绕而成为层叠的状态。正极集电体6与层叠的正极芯体4a(以下,有时也称为正极芯体层叠部)相连接。正极集电体6例如可以由铝或铝合金制成。
在卷绕式电极体3中卷绕轴所延伸的方向的另一端侧,布置有未形成有负极活性物质层的负极芯体5a(即负极芯体露出部),上述负极芯体5a是以层叠的状态布置的。负极芯体5a通过在没有隔着隔膜和正极板的情况下进行卷绕而成为层叠的状态。负极集电体8与层叠的负极芯体5a(以下,有时也称为负极芯体层叠部)相连接。负极集电体8例如可以由铜或铜合金制成。
正极端子7具有布置在封口板2的靠电池外部侧的凸缘部7a和***形成在封口板2上的通孔中的***部。正极端子7由金属制成,例如可以由铝或铝合金制成。此外,负极端子9具有布置在封口板2的靠电池外部侧的凸缘部9a和***形成在封口板2上的通孔中的***部。负极端子9由金属制成,例如可以由铜或铜合金制成。需要说明的是,负极端子9也可以具有铝制或铝合金制的部分和铜制或铜合金制的部分。在该情况下,铝制或铝合金制的部分可以突出到封口板2的外侧,铜制或铜合金制的部分可以与负极集电体8相连接。
正极集电体6隔着树脂制的内部侧绝缘部件10固定在封口板2上,并且正极端子7隔着树脂制的外部侧绝缘部件11固定在封口板2上。此外,负极集电体8隔着树脂制的内部侧绝缘部件12固定在封口板2上,并且负极端子9隔着树脂制的外部侧绝缘部件13固定在封口板2上。
卷绕式电极体3以被绝缘片14包覆的状态收纳在方形外装体1内。封口板2通过激光焊接等焊接而连接在与方形外装体1的开口缘部。在封口板2上形成有排气阀15,排气阀15用于在电池内部的压力达到了规定值以上的情况下排出气体。封口板2具有电解液注液孔16,在将电解液注入方形外装体1内之后,电解液注液孔16被密封栓17密封。
例如,可以采用超声波接合而进行正极芯体4a与正极集电体6的接合、以及负极芯体5a与负极集电体8的接合。超声波接合是通过一边用焊头(horn)和焊座(anvil)夹住层叠的芯体和集电板,一边向接合面施加由超声波产生的振动能量来进行的。
因进行该超声波接合时的振动、冲击等而导致应力施加在排气阀15上,因此在本实施方式中,如后所述,对排气阀15的阀体形状进行了研究,从而提高排气阀15对振动、冲击等外部负荷的耐力。
图3是放大示出排气阀15的平面结构的图。如图3所示,排气阀15设置为堵住在封口板2上形成的跑道状的开放孔2a。排气阀15由例如厚度为0.2mm左右的薄壁的阀体21构成。阀体21也可以与封口板2一体成型。排气阀15具有如下结构:如果方形二次电池100的内部压力达到规定值以上,则阀体21被开放而将电池内的气体向外部放出。
具体而言,在阀体21的外周部形成有跑道状的主槽22,并且在阀体21中主槽22的内侧区域形成有辅助槽23,以便容易开放阀体21。如果方形二次电池100的内部压力达到规定值以上,则主槽22和辅助槽23断裂,从而开放孔2a打开。辅助槽23的深度可以比主槽22的深度浅。辅助槽23的两端例如垂直地连结在主槽22的两个直线部的中央部位(连结部位24)上。阀体21的被主槽22和辅助槽23包围的一对区域可以例如呈圆顶形状地向电池外侧方向鼓出,以便更容易开放阀体21。
根据图3所示的排气阀15,在电池内部压力施加到排气阀15上的情况下,主槽22的内侧区域受到要变形的力,较大的应力施加在辅助槽23上。此处,由于辅助槽23的两端在连结部位24与主槽22相连结,因此上述应力集中于连结部位24。其结果是,在电池内部压力上升时,阀体21从连结部位24开始可靠地断裂,排气阀15迅速工作。
下面,参照实施例1~5和比较例1~5,对排气阀15的阀体21的详细形状进行说明。
(实施例1)
图4是实施例1的排气阀15中的主槽22与辅助槽23的连结部位24及其附近的剖视图。需要说明的是,图4是沿图3中的A-A线剖开的剖面结构之一例。
在实施例1中,在连结部位24,主槽22的底部的内侧角部22a的曲率R1为0.02,主槽22的底部的外侧角部22b的曲率R2为0.05。此外,如果将阀体21中的从连结部位24观察时位于与辅助槽23相反的一侧的部分的壁厚设为t1,并将阀体21中主槽22的底部的下侧的壁厚设为t2,则t1=0.18mm,t2=0.03mm,t2/t1=0.167。
下面的表1中示出实施例1的上述各尺寸、以及模拟了因在电池制造中对电极体和集电体进行超声波接合时的振动等而施加在连结部位24上的应力所得到的结果。如表1所示,施加在实施例1的连结部位24上的应力为104.35MPa,这小于不能允许的应力的下限值105MPa。
需要说明的是,在应力的计算中,假设以规定的振动条件(频率20kHz、振幅0.015mm)对集电体上的焊座接触区域进行加振。该振动条件是基于接合工艺中的焊头和焊座的各振动的实际测量结果,假设等价的焊座的振动而设定的。此外,不能允许的应力的下限值(105MPa)是根据在排气阀15产生损坏的实例,通过实际测量来导出的值。
[表1]
*“小于105”为良。
(实施例2)
图5是实施例2的排气阀15中的主槽22与辅助槽23的连结部位24及其附近的剖视图。需要说明的是,图5是沿图3中的A-A线剖开的剖面结构之一例。
在实施例2中,在连结部位24,主槽22的底部的内侧角部22a的曲率R1为0.03,主槽22的底部的外侧角部22b的曲率R2为0.05。此外,如果将阀体21中的从连结部位24观察时位于与辅助槽23相反的一侧的部分的壁厚设为t1,并将阀体21中主槽22的底部的下侧的壁厚设为t2,则t1=0.18mm,t2=0.03mm,t2/t1=0.167。
表1中示出实施例2的上述各尺寸、以及模拟了因在电池制造中对电极体和集电体进行超声波接合时的振动等而施加在连结部位24上的应力所得到的结果。如表1所示,施加在实施例2的连结部位24上的应力为104.35MPa,这小于不能允许的应力的下限值105MPa。需要说明的是,应力的计算方法与实施例1一样。
(实施例3)
图6是实施例3的排气阀15中的主槽22与辅助槽23的连结部位24及其附近的剖视图。需要说明的是,图6是沿图3中的A-A线剖开的剖面结构之一例。
在实施例3中,在连结部位24,主槽22的底部的内侧角部22a的曲率R1为0.04,主槽22的底部的外侧角部22b的曲率R2为0.05。此外,如果将阀体21中的从连结部位24观察时位于与辅助槽23相反的一侧的部分的壁厚设为t1,并将阀体21中主槽22的底部的下侧的壁厚设为t2,则t1=0.18mm,t2=0.03mm,t2/t1=0.167。
表1中示出实施例3的上述各尺寸、以及模拟了因在电池制造中对电极体和集电体进行超声波接合时的振动等而施加在连结部位24上的应力所得到的结果。如表1所示,施加在实施例3的连结部位24上的应力为100.36MPa,这小于不能允许的应力的下限值105MPa。需要说明的是,应力的计算方法与实施例1一样。
(实施例4)
图7是实施例4的排气阀15中的主槽22与辅助槽23的连结部位24及其附近的剖视图。需要说明的是,图7是沿图3中的A-A线剖开的剖面结构之一例。
在实施例4中,在连结部位24,主槽22的底部的内侧角部22a的曲率R1为0.02,主槽22的底部的外侧角部22b的曲率R2为0.1。此外,如果将阀体21中的从连结部位24观察时位于与辅助槽23相反的一侧的部分的壁厚设为t1,并将阀体21中主槽22的底部的下侧的壁厚设为t2,则t1=0.18mm,t2=0.03mm,t2/t1=0.167。
表1中示出实施例4的上述各尺寸、以及模拟了因在电池制造中对电极体和集电体进行超声波接合时的振动等而施加在连结部位24上的应力所得到的结果。如表1所示,施加在实施例4的连结部位24上的应力为102.55MPa,这小于不能允许的应力的下限值105MPa。需要说明的是,应力的计算方法与实施例1一样。
(实施例5)
图8是实施例5的排气阀15中的主槽22与辅助槽23的连结部位24及其附近的剖视图。需要说明的是,图8是沿图3中的A-A线剖开的剖面结构之一例。
在实施例5中,在连结部位24,主槽22的底部的内侧角部22a的曲率R1为0.03,主槽22的底部的外侧角部22b的曲率R2为0.1。此外,如果将阀体21中的从连结部位24观察时位于与辅助槽23相反的一侧的部分的壁厚设为t1,并将阀体21中主槽22的底部的下侧的壁厚设为t2,则t1=0.18mm,t2=0.03mm,t2/t1=0.167。
表1中示出实施例5的上述各尺寸、以及模拟了因在电池制造中对电极体和集电体进行超声波接合时的振动等而施加在连结部位24上的应力所得到的结果。如表1所示,施加在实施例5的连结部位24上的应力为102.00MPa,这小于不能允许的应力的下限值105MPa。需要说明的是,应力的计算方法与实施例1一样。
(比较例1)
在比较例1中,在连结部位24,主槽22的底部的内侧角部22a的曲率R1为0.02,主槽22的底部的外侧角部22b的曲率R2为0.02。此外,如果将阀体21中的从连结部位24观察时位于与辅助槽23相反的一侧的部分的壁厚设为t1,并将阀体21中主槽22的底部的下侧的壁厚设为t2,则t1=0.38mm,t2=0.03mm,t2/t1=0.079。
表1中示出比较例1的上述各尺寸、以及模拟了因在电池制造中对电极体和集电体进行超声波接合时的振动等而施加在连结部位24上的应力所得到的结果。如表1所示,施加在比较例1的连结部位24上的应力为120.79MPa,这大于不能允许的应力的下限值105MPa。需要说明的是,应力的计算方法与实施例1一样。
(比较例2)
在比较例2中,在连结部位24,主槽22的底部的内侧角部22a的曲率R1为0.02,主槽22的底部的外侧角部22b的曲率R2为0.02。此外,如果将阀体21中的从连结部位24观察时位于与辅助槽23相反的一侧的部分的壁厚设为t1,并将阀体21中主槽22的底部的下侧的壁厚设为t2,则t1=0.28mm,t2=0.03mm,t2/t1=0.107。
表1中示出比较例2的上述各尺寸、以及模拟了因在电池制造中对电极体和集电体进行超声波接合时的振动等而施加在连结部位24上的应力所得到的结果。如表1所示,施加在比较例2的连结部位24上的应力为118.74MPa,这大于不能允许的应力的下限值105MPa。需要说明的是,应力的计算方法与实施例1一样。
(比较例3)
在比较例3中,在连结部位24,主槽22的底部的内侧角部22a的曲率R1为0.02,主槽22的底部的外侧角部22b的曲率R2为0.02。此外,如果将阀体21中的从连结部位24观察时位于与辅助槽23相反的一侧的部分的壁厚设为t1,并将阀体21中主槽22的底部的下侧的壁厚设为t2,则t1=0.18mm,t2=0.03mm,t2/t1=0.167。
图9是比较例3的排气阀15中的主槽22与辅助槽23的连结部位24及其附近的剖视图。需要说明的是,图9是沿图3中的A-A线剖开的剖面结构之一例。
表1中示出比较例3的上述各尺寸、以及模拟了因在电池制造中对电极体和集电体进行超声波接合时的振动等而施加在连结部位24上的应力所得到的结果。如表1所示,施加在比较例3的连结部位24上的应力为109.03MPa,这大于不能允许的应力的下限值105MPa。需要说明的是,应力的计算方法与实施例1一样。
(比较例4)
在比较例4中,在连结部位24,主槽22的底部的内侧角部22a的曲率R1为0.04,主槽22的底部的外侧角部22b的曲率R2为0.02。此外,如果将阀体21中的从连结部位24观察时位于与辅助槽23相反的一侧的部分的壁厚设为t1,并将阀体21中主槽22的底部的下侧的壁厚设为t2,则t1=0.18mm,t2=0.03mm,t2/t1=0.167。
图10是比较例4的排气阀15中的主槽22与辅助槽23的连结部位24及其附近的剖视图。需要说明的是,图10是沿图3中的A-A线剖开的剖面结构之一例。
表1中示出比较例4的上述各尺寸、以及模拟了因在电池制造中对电极体和集电体进行超声波接合时的振动等而施加在连结部位24上的应力所得到的结果。如表1所示,施加在比较例4的连结部位24上的应力为109.03MPa,这大于不能允许的应力的下限值105MPa。需要说明的是,应力的计算方法与实施例1一样。
(比较例5)
在比较例5中,在连结部位24,主槽22的底部的内侧角部22a的曲率R1为0.03,主槽22的底部的外侧角部22b的曲率R2为0.1。此外,如果将阀体21中的从连结部位24观察时位于与辅助槽23相反的一侧的部分的壁厚设为t1,并将阀体21中主槽22的底部的下侧的壁厚设为t2,则t1=0.3mm,t2=0.03mm,t2/t1=0.100。
表1中示出比较例5的上述各尺寸、以及模拟了因在电池制造中对电极体和集电体进行超声波接合时的振动等而施加在连结部位24上的应力所得到的结果。如表1所示,施加在比较例5的连结部位24上的应力为111.13MPa,这大于不能允许的应力的下限值105MPa。需要说明的是,应力的计算方法与实施例1一样。
〔实施方式的效果〕
从以上说明的实施例1~5和比较例1~5可知,在本实施方式的排气阀15中,在主槽22与辅助槽23的连结部位24,将主槽22的底部的内侧角部22a的曲率R1设为0.05以下,将主槽22的底部的外侧角部22b的曲率R2设为0.05以上,并且,关于在阀体21中的从连结部位24观察时位于与辅助槽23相反的一侧的部分的壁厚t1、阀体21中主槽22的底部的下侧的壁厚t2,使t2/t1≥0.16成立,由此,阀体21对振动、冲击等外部负荷的耐力得到提高。
主槽22的底部的外侧角部22b容易受到由振动、冲击等产生的剪切方向(在本实施方式中为封口板2的法线方向)上的应力的影响而变得脆弱。因此,在应力集中的连结部位24,通过将主槽22的底部的内侧角部22a的曲率R1设为0.05以下,将主槽22的底部的外侧角部22b的曲率R2设为0.05以上,能够容易使由于电池内压上升而产生的应力集中在主槽22的底部的内侧角部22a上。此外,对于在阀体21中的从连结部位24观察时位于与辅助槽23相反的一侧的部分的壁厚t1和阀体21中主槽22的底部的下侧的壁厚t2,通过设为t2/t1≥0.16,换句话说,使阀体21的从连结部位24观察时位于与辅助槽23相反的一侧的部分的壁厚t1较薄,由此能够提高主槽22的底部的外侧角部22b相对于剪切方向的应力的耐力。因此,能够做到:当电池内压上升时,使排气阀15的工作稳定。
在本实施方式的排气阀15中,如果主槽22的形状为跑道形状,则排气阀15以更优选的形状开裂,因此能够顺畅地排出气体。在该情况下,如果辅助槽23垂直地连结在主槽22的直线部上,则排气阀15以进一步优选的形状开裂,因此能够更顺畅地排出气体。
(其他实施方式)
以上对本公开的实施方式(包括实施例。下同)进行了说明,但本发明并非仅限于上述实施方式,能够在公开的范围内做出各种变更。也就是说,上述实施方式仅为从本质上说明本发明的示例而已,并没有限制本发明、其应用对象或其用途的意图。
例如,在上述的实施方式中,作为电池示例了具有扁平状的卷绕式电极体的方形二次电池,但电池的种类也没有特别限定,除了锂二次电池之外,本公开还能够应用于电极体构成材料或电解质不同的各种电池中。此外,不限于方形电池,本公开还能够应用于各种形状(圆筒型等)的电池中。
在上述实施方式中,将辅助槽23的两端与主槽22连结,但取而代之,例如如图11所示,也可以仅将辅助槽23的一端与主槽22连结。
在上述的实施方式中,仅设置了一个辅助槽23,但取而代之,例如如图12所示,也可以设置两个辅助槽23,或者还可以设置三个以上辅助槽23。
在上述的实施方式中,将辅助槽23设置为通过阀体21的中心,但取而代之,例如如图13所示,也可以将辅助槽23设置为不通过阀体21的中心。在上述实施方式中,将辅助槽23垂直地连结在主槽22上,但取而代之,例如如图13所示,也可以将辅助槽23的一端倾斜地连结在主槽22上。
在上述实施方式中,将阀体21的平面形状设为跑道状,但并不限定于此,也可以是正圆状、椭圆状或四边形等多边形形状。同样地,形成在阀体21的外周部上的主槽22的平面形状也并不限定于跑道状,也可以是正圆状、椭圆状或四边形等环状形状。主槽22并非一定要形成为闭环状,也可以是具有一部分被断开的部位的近似环状形状。阀体21的平面形状和主槽22的平面形状也可以不同。图14示出阀体21和主槽22的平面形状为方形时的一例。
在上述实施方式中,将辅助槽23与主槽22的直线部连结,但取而代之,例如如图15所示,也可以将辅助槽23与主槽22的曲线部连结。在上述实施方式中,将辅助槽23设置在主槽22的短轴方向上,但取而代之,例如如图15所示,也可以将辅助槽23设置在主槽22的长轴方向上。
-符号说明-
100 方形二次电池
200 电池壳体
1 方形外装体
2 封口板
2a 开放孔
3 卷绕式电极体
4 正极板
4a 正极芯体
5 负极板
5a 负极芯体
6 正极集电体
7 正极端子
7a 凸缘部
8 负极集电体
9 负极端子
9a 凸缘部
10 内部侧绝缘部件
11 外部侧绝缘部件
12 内部侧绝缘部件
13 外部侧绝缘部件
14 绝缘片
15 排气阀
16 电解液注液孔
17 密封栓
21 阀体
22 主槽
22a 主槽底部的内侧角部
22b 主槽底部的外侧角部
23 辅助槽
24 连结部位
Claims (4)
1.一种电池的排气阀,在电池的内部压力达到规定值以上时,形成在该电池上的薄壁的阀体被开放而将该电池内的气体向外部放出,所述电池的排气阀的特征在于:
在所述阀体上形成有开放所述阀体的近似环状的主槽和设置在所述主槽的内侧区域的辅助槽,
所述主槽与所述辅助槽在至少一个部位相连结,
在所述主槽与所述辅助槽的连结部位,所述主槽的底部的内侧角部的曲率R1为0.05以下,所述主槽的底部的外侧角部的曲率R2为0.05以上,
如果将所述阀体中的从所述连结部位观察时位于与所述辅助槽相反的一侧的部分的壁厚设为t1,并将所述阀体中的所述主槽的底部的下侧的壁厚设为t2,则t2/t1≥0.16。
2.根据权利要求1所述的电池的排气阀,其特征在于:
所述主槽的形状为跑道形状。
3.根据权利要求2所述的电池的排气阀,其特征在于:
所述辅助槽垂直地连结在所述主槽的直线部上。
4.一种电池,其特征在于:
所述电池包括权利要求1到3中任一项权利要求所述的电池的排气阀。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020-039613 | 2020-03-09 | ||
JP2020039613 | 2020-03-09 | ||
PCT/JP2021/001686 WO2021181893A1 (ja) | 2020-03-09 | 2021-01-19 | 電池のガス排出弁及び電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115210951A CN115210951A (zh) | 2022-10-18 |
CN115210951B true CN115210951B (zh) | 2024-02-06 |
Family
ID=77671295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180018549.1A Active CN115210951B (zh) | 2020-03-09 | 2021-01-19 | 电池的排气阀及电池 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240204339A1 (zh) |
EP (1) | EP4120458A4 (zh) |
JP (1) | JPWO2021181893A1 (zh) |
CN (1) | CN115210951B (zh) |
WO (1) | WO2021181893A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022105525B4 (de) * | 2022-03-09 | 2024-05-29 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Anschlusszunge mit einem integrierten Berstventil für eine Batteriezelle und eine diese aufweisende Batteriezelle |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000021380A (ja) * | 1998-06-30 | 2000-01-21 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | ラプチャー板 |
CN1427488A (zh) * | 2001-12-20 | 2003-07-02 | 三洋电机株式会社 | 电池安全阀 |
JP2005251447A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉型円筒電池用安全弁およびその製造方法 |
JP2008123726A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Akira Ikeda | 密閉型電池の安全弁 |
JP2008251438A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 電池 |
CN102208582A (zh) * | 2010-03-29 | 2011-10-05 | 深圳市科达利实业股份有限公司 | 密封型电池的安全阀及使用其的密封型电池 |
JP2012182008A (ja) * | 2011-03-01 | 2012-09-20 | Primearth Ev Energy Co Ltd | 密閉型電池及び安全弁 |
WO2012153675A1 (ja) * | 2011-05-09 | 2012-11-15 | 新日本製鐵株式会社 | 二次電池用電池缶 |
CN103367659A (zh) * | 2012-03-01 | 2013-10-23 | 日立麦克赛尔株式会社 | 密闭型电池 |
CN104756283A (zh) * | 2012-11-06 | 2015-07-01 | 株式会社丰田自动织机 | 蓄电装置 |
CN105190939A (zh) * | 2013-03-25 | 2015-12-23 | 株式会社丰田自动织机 | 蓄电装置 |
CN205178363U (zh) * | 2015-11-25 | 2016-04-20 | 申恒电力设备有限公司 | 防爆安全的全封闭充气式环网柜 |
JP2016157570A (ja) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 東芝照明プレシジョン株式会社 | 封口板、封口板の製造方法、及び、密閉型電池 |
JP2017168262A (ja) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電素子 |
CN107431179A (zh) * | 2015-03-27 | 2017-12-01 | 三洋电机株式会社 | 圆筒形电池 |
-
2021
- 2021-01-19 JP JP2022505810A patent/JPWO2021181893A1/ja active Pending
- 2021-01-19 US US17/909,851 patent/US20240204339A1/en active Pending
- 2021-01-19 WO PCT/JP2021/001686 patent/WO2021181893A1/ja active Application Filing
- 2021-01-19 EP EP21767274.0A patent/EP4120458A4/en active Pending
- 2021-01-19 CN CN202180018549.1A patent/CN115210951B/zh active Active
Patent Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000021380A (ja) * | 1998-06-30 | 2000-01-21 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | ラプチャー板 |
CN1427488A (zh) * | 2001-12-20 | 2003-07-02 | 三洋电机株式会社 | 电池安全阀 |
JP2005251447A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉型円筒電池用安全弁およびその製造方法 |
JP2008123726A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Akira Ikeda | 密閉型電池の安全弁 |
JP2008251438A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 電池 |
CN102208582A (zh) * | 2010-03-29 | 2011-10-05 | 深圳市科达利实业股份有限公司 | 密封型电池的安全阀及使用其的密封型电池 |
JP2012182008A (ja) * | 2011-03-01 | 2012-09-20 | Primearth Ev Energy Co Ltd | 密閉型電池及び安全弁 |
WO2012153675A1 (ja) * | 2011-05-09 | 2012-11-15 | 新日本製鐵株式会社 | 二次電池用電池缶 |
CN103367659A (zh) * | 2012-03-01 | 2013-10-23 | 日立麦克赛尔株式会社 | 密闭型电池 |
CN104756283A (zh) * | 2012-11-06 | 2015-07-01 | 株式会社丰田自动织机 | 蓄电装置 |
CN105190939A (zh) * | 2013-03-25 | 2015-12-23 | 株式会社丰田自动织机 | 蓄电装置 |
JP2016157570A (ja) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 東芝照明プレシジョン株式会社 | 封口板、封口板の製造方法、及び、密閉型電池 |
CN107431179A (zh) * | 2015-03-27 | 2017-12-01 | 三洋电机株式会社 | 圆筒形电池 |
CN205178363U (zh) * | 2015-11-25 | 2016-04-20 | 申恒电力设备有限公司 | 防爆安全的全封闭充气式环网柜 |
JP2017168262A (ja) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電素子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4120458A1 (en) | 2023-01-18 |
WO2021181893A1 (ja) | 2021-09-16 |
US20240204339A1 (en) | 2024-06-20 |
EP4120458A4 (en) | 2023-11-22 |
JPWO2021181893A1 (zh) | 2021-09-16 |
CN115210951A (zh) | 2022-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102629053B1 (ko) | 집전부재를 갖는 이차 전지 | |
JP4493623B2 (ja) | 二次電池 | |
JP5193951B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
CN107221624B (zh) | 可再充电电池 | |
CN111542944B (zh) | 二次电池 | |
CN213520130U (zh) | 扣式电池及电子设备 | |
KR102371192B1 (ko) | 이차 전지 | |
KR20090099241A (ko) | 캡 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지 | |
KR100788554B1 (ko) | 이차전지 | |
US9287535B2 (en) | Secondary battery and the fabrication method thereof | |
CN115210951B (zh) | 电池的排气阀及电池 | |
KR100795680B1 (ko) | 이차전지 | |
JP2002008615A (ja) | 密閉型電池 | |
CN114792865A (zh) | 具备气体排出阀的封口板以及使用该封口板的二次电池 | |
CN107170947B (zh) | 二次电池以及二次电池集合体 | |
JP2007188711A (ja) | 密閉型電池 | |
US20120208075A1 (en) | Secondary Battery | |
US20220320675A1 (en) | Sealing plate equipped with gas discharge valve and secondary battery using the same | |
CN116368681A (zh) | 二次电池 | |
KR101285898B1 (ko) | 이차전지 | |
KR101136162B1 (ko) | 이차 전지 | |
KR102259159B1 (ko) | 이차전지용 캡플레이트 제조방법 및 이로부터 제조되는 이차전지용 캡플레이트 | |
WO2022180737A1 (ja) | 電池及び電池の製造方法 | |
WO2021181563A1 (ja) | 接続リード及び電池 | |
WO2023170943A1 (ja) | 電池及び電池の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |