JP2011204623A - Sealed battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有底筒状の外装缶の開口側に封口体がかしめ固定された密閉型電池に関する。 The present invention relates to a sealed battery in which a sealing body is caulked and fixed to the opening side of a bottomed cylindrical outer can.
従来より、有底筒状の外装缶と、該外装缶の開口を覆うように配置される開裂部材及び遮断部材と、を備えた密閉型電池が知られている。このような密閉型電池では、一般的に、過充電等によって内部にガスが発生した場合、そのガスの圧力によって開裂部材と遮断部材とが分離することにより、電池内部で電流を遮断するように構成されている。また、前記密閉型電池では、電池内の圧力が所定値に達した場合には、開裂部材が開裂して電池内部のガスを放出することにより、電池内の圧力上昇を防止するように構成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a sealed battery including a bottomed cylindrical outer can, and a cleaving member and a blocking member arranged so as to cover the opening of the outer can are known. Generally, in such a sealed battery, when gas is generated inside due to overcharge or the like, the cleavage member and the blocking member are separated by the pressure of the gas so that the current is cut off inside the battery. It is configured. Further, the sealed battery is configured to prevent an increase in the pressure in the battery by releasing the gas inside the battery by the cleavage member when the pressure in the battery reaches a predetermined value. ing.
具体的には、例えば特許文献1に開示される密閉型電池では、金属板材からなる安全弁(開裂部材)に金属薄板(遮断部材)を溶接し、電池内部でガスが発生すると、電池内部の圧力によって金属薄板と安全弁との溶接部分が剥離するように構成されている。また、前記特許文献1に開示される密閉型電池では、電池内の圧力が所定値に達すると、安全弁が開裂して、電池内部のガスを放出するように構成されている。 Specifically, for example, in a sealed battery disclosed in Patent Document 1, when a metal thin plate (blocking member) is welded to a safety valve (cleavage member) made of a metal plate material and gas is generated inside the battery, the pressure inside the battery is increased. Thus, the welded portion between the metal thin plate and the safety valve is peeled off. Further, the sealed battery disclosed in Patent Document 1 is configured such that when the pressure in the battery reaches a predetermined value, the safety valve is opened to release the gas inside the battery.
一方、上述のような構成の密閉型電池では、例えば前記特許文献1に開示されるように、安全弁の外周側は外装缶の開口端部にかしめられている。ここで、外装缶の開口端部を多くの部品に対してかしめると、その分、電池内の電解液が漏れ出す経路が増える可能性があるため、外装缶の開口端部にかしめられる部材の数をできるだけ減らすのが好ましい。そのため、例えば前記特許文献1に開示されるように、金属薄板を外装缶の開口端部にかしめるのではなく、該金属薄板を安全弁に取り付ける構成が知られている。 On the other hand, in the sealed battery configured as described above, for example, as disclosed in Patent Document 1, the outer peripheral side of the safety valve is caulked to the opening end of the outer can. Here, if the opening end of the outer can is caulked against many parts, there is a possibility that the path through which the electrolyte in the battery leaks increases, so the member that can be caulked to the opening end of the outer can It is preferable to reduce the number of For this reason, for example, as disclosed in Patent Document 1, a configuration is known in which a thin metal plate is attached to a safety valve, instead of being caulked on the opening end of an outer can.
ところで、上述の特許文献1のような構成では、密閉型電池が落下したときなど、該密閉型電池に大きな衝撃が加わった際に、安全弁(開裂部材)に取り付けられた金属薄板(遮断部材)が脱離する可能性がある。そうすると、密閉型電池に大きな衝撃が加わった場合には、該密閉型電池の内部の圧力が上昇していないにも関わらず、電池内部の電流の流れが遮断されるおそれがある。 By the way, in a structure like the above-mentioned patent document 1, when a big impact is added to this sealed battery, such as when a sealed battery falls, the metal thin plate (blocking member) attached to the safety valve (cleavage member) May be detached. Then, when a large impact is applied to the sealed battery, the current flow inside the battery may be interrupted even though the pressure inside the sealed battery is not increased.
本発明の目的は、有底筒状の外装缶の開口端部に開裂部材がかしめ固定されていて、該開裂部材に遮断部材が取り付けられた密閉型電池において、該遮断部材の落下を抑制可能な構成を得ることにある。 An object of the present invention is to suppress the falling of a blocking member in a sealed battery in which a cleaving member is caulked and fixed to the opening end of a bottomed cylindrical outer can and the blocking member is attached to the cleaving member. It is to obtain a simple configuration.
本発明の一実施形態にかかる密閉型電池は、有底筒状の外装缶と、該外装缶の底部側に向かって突出する開裂部を有し、該外装缶の開口側を覆った状態で該外装缶の開口端部によってかしめられる開裂部材と、該開裂部材と前記外装缶の開口端部との間に挟みこまれるように、該開裂部材とともに該外装缶の開口端部によってかしめられるガスケットと、前記開裂部の突出側を覆うように有底筒状に形成され、該開裂部と電気的に接続される遮断部材と、該遮断部材の側壁を保持しつつ該側壁を前記開裂部に係合させるように、弾性変形可能に構成された係合部材と、を備え、前記ガスケットは、前記開裂部材と前記外装缶の開口端部との間に位置するシール部と、該外装缶の内面に沿って該シール部から前記遮断部材よりも前記外装缶の底部側まで延びる絶縁部と、を有し、該絶縁部には、前記遮断部材の側壁と対向する位置に、前記シール部に向かうほど外装缶内方側の面が前記外装缶の径方向外方に位置するテーパ部が形成されている(第1の構成)。 A sealed battery according to an embodiment of the present invention has a bottomed cylindrical outer can and a cleaving portion that protrudes toward the bottom of the outer can, and covers the opening side of the outer can. A cleaving member caulked by the opening end of the outer can, and a gasket caulked by the opening end of the outer can together with the cleaving member so as to be sandwiched between the cleaving member and the opening end of the outer can And a blocking member that is formed in a bottomed cylinder shape so as to cover the protruding side of the cleavage portion and is electrically connected to the cleavage portion, and holds the sidewall of the blocking member while the sidewall is the cleavage portion. An engaging member configured to be elastically deformable so as to be engaged, and the gasket includes a seal portion positioned between the cleaving member and the opening end of the outer can, and the outer can The bottom of the outer can than the blocking member from the seal portion along the inner surface An insulating portion extending to the side, and in the insulating portion, a surface facing the sealing portion at a position facing the side wall of the blocking member, a surface on the inner side of the outer can toward the outer side in the radial direction of the outer can Is formed (first configuration).
この構成により、外装缶の開口端部を開裂部材及びガスケットにかしめた場合、該外装缶の開口端部と開裂部材との間に位置するガスケットの一部(シール部)が圧縮されて、該ガスケットの外装缶底部側の部分(絶縁部)が外装缶の径方向内方へ移動する。絶縁部には、遮断部材の側壁と対向する位置に、シール部に向かうほど外装缶内方側の面が外装缶の径方向外方に位置するテーパ部が設けられているため、該絶縁部が外装缶の径方向内方へ移動した際に、テーパ部によって係合部材及び遮断部材は開裂部材側へ押し上げられる。これにより、遮断部材が開裂部材から脱離するのを防止できる。 With this configuration, when the opening end of the outer can is caulked to the cleavage member and the gasket, a part of the gasket (sealing portion) located between the opening end of the outer can and the cleavage member is compressed, and the A portion (insulating portion) on the bottom side of the outer can of the gasket moves inward in the radial direction of the outer can. The insulating portion is provided with a tapered portion at a position facing the side wall of the blocking member so that the surface on the inner side of the outer can is positioned radially outward of the outer can as it goes to the seal portion. Is moved inward in the radial direction of the outer can, the engagement member and the blocking member are pushed up toward the cleaving member by the tapered portion. Thereby, it can prevent that the interruption | blocking member detach | leaves from the cleavage member.
前記第1の構成において、前記絶縁部は、前記シール部の外装缶底部側から該外装缶の径方向内方に向かって延びる径方向延伸部と、該径方向延伸部における前記外装缶の径方向内方側から該外装缶の筒軸方向に向かって屈曲して伸びる筒軸方向延伸部と、を有していて、前記径方向延伸部と筒軸方向延伸部との間の屈曲部分には、前記外装缶の開口端部が前記開裂部材及びガスケットにかしめられた状態で該屈曲部分が前記係合部材及び遮断部材に接触しないように、面取り部が形成されているのが好ましい(第2の構成)。 In the first configuration, the insulating portion includes a radially extending portion extending from the bottom of the outer can of the seal portion toward a radially inner side of the outer can, and a diameter of the outer can at the radially extending portion. A cylindrical axial extending portion that bends and extends from the inner side in the direction toward the cylindrical axis of the outer can, and a bent portion between the radial extending portion and the cylindrical axial extending portion. Preferably, the chamfered portion is formed so that the bent portion does not contact the engaging member and the blocking member in a state where the opening end portion of the outer can is crimped to the tearing member and the gasket (first step). 2 configuration).
これにより、外装缶の開口端部を開裂部材及びガスケットにかしめた際に該ガスケットの絶縁部が外装缶の径方向内方へ移動しても、該絶縁部の屈曲部分が係合部材及び遮断部材に当接するのを防止できる。すなわち、絶縁部が外装缶の径方向内方へ移動した際に、該絶縁部の屈曲部分が係合部材や遮断部材に当接する構成の場合、該絶縁部の屈曲部分が係合部材または遮断部材の開裂部材側を該開裂部材から離す方向に押すことになる。しかしながら、上述のように、絶縁部の屈曲部分に面取り部を設けることにより、屈曲部分が係合部材及び遮断部材に当接しないため、該屈曲部分によって係合部材及び遮断部材が開裂部材から脱離する方向に押されるのを防止できる。 As a result, even when the insulating end of the gasket moves inward in the radial direction of the outer can when the opening end of the outer can is crimped to the tearing member and the gasket, the bent portion of the insulating portion is disconnected from the engaging member Contact with the member can be prevented. That is, when the insulating portion moves inward in the radial direction of the outer can, the bent portion of the insulating portion is in contact with the engaging member or the blocking member. The side of the member to be cleaved is pushed away from the cleaving member. However, as described above, by providing the chamfered portion at the bent portion of the insulating portion, the bent portion does not come into contact with the engaging member and the blocking member. Therefore, the engaging member and the blocking member are detached from the cleavage member by the bent portion. It can prevent being pushed in the direction of separating.
前記第1または第2の構成において、前記係合部材は、前記遮断部材の側壁を該側壁の先端側から挟み込む保持部を有していて、該保持部は、前記遮断部材の側壁の外方で且つ該遮断部材の底面側に位置する先端部分が、該遮断部材の側壁の先端よりも底面側に位置しているのが好ましい(第3の構成)。 In the first or second configuration, the engagement member has a holding portion that sandwiches a side wall of the blocking member from a distal end side of the side wall, and the holding portion is located outward of the side wall of the blocking member. And it is preferable that the front-end | tip part located in the bottom face side of this interruption | blocking member is located in the bottom face side rather than the front-end | tip of the side wall of this interruption | blocking member (3rd structure).
こうすることで、外装缶の開口端部を開裂部材及びガスケットにかしめた際に、該ガスケットのテーパ部によって係合部材が押される。テーパ部に押された係合部材は、該テーパ部の面に沿うように変形して、遮断部材を開裂部材側に押し付ける。したがって、上述の構成により、遮断部材を開裂部材側により確実に押し付けることができる。 By doing so, when the opening end of the outer can is caulked to the tearing member and the gasket, the engaging member is pushed by the taper portion of the gasket. The engaging member pushed by the taper portion is deformed along the surface of the taper portion and presses the blocking member against the cleavage member side. Therefore, with the above-described configuration, the blocking member can be surely pressed against the tearing member side.
前記第3の構成において、前記保持部は、前記先端部分が前記遮断部材の側壁から離間しているのが好ましい(第4の構成)。 In the third configuration, it is preferable that the holding portion has the tip portion separated from the side wall of the blocking member (fourth configuration).
こうすることで、外装缶の開口端部を開裂部材及びガスケットにかしめた際に、該ガスケットのテーパ部によって係合部材が押される場合、該係合部材のうち遮断部材から離間した部分が容易に変形して該遮断部材を開裂部材側に押し付ける。したがって、上述の構成により、遮断部材をさらに確実に開裂部材側に押し付けることができる。 By doing so, when the engaging member is pushed by the taper portion of the gasket when the opening end of the outer can is caulked to the tearing member and the gasket, the portion of the engaging member that is separated from the blocking member is easily And the blocking member is pressed against the cleavage member. Therefore, with the above-described configuration, the blocking member can be more reliably pressed against the cleavage member side.
本発明の一実施形態にかかる密閉型電池によれば、ガスケットの絶縁部における遮断部材の側壁と対向する位置に、該ガスケットのシール部に向かうほど外装缶内方側の面が外装缶の径方向外方に位置するテーパ部を設けた。これにより、外装缶の開口端部をガスケット及び開裂部材にかしめた際に、該ガスケットの絶縁部のテーパ部によって遮断部材を開裂部材に押し付けることができる。よって、遮断部材の開裂部材からの脱離を抑制できる。 According to the sealed battery according to the embodiment of the present invention, the surface of the outer casing can be located closer to the sealing section of the gasket at the position facing the side wall of the blocking member in the insulating section of the gasket. The taper part located in the direction outward was provided. Thereby, when the open end of the outer can is caulked to the gasket and the tearing member, the blocking member can be pressed against the tearing member by the tapered portion of the insulating portion of the gasket. Therefore, detachment | leave from the cleavage member of the interruption | blocking member can be suppressed.
また、絶縁部の径方向延伸部と筒軸方向延伸部との間の屈曲部分に、面取り部を設けることにより、該屈曲部分が係合部材に当接して遮断部材が開裂部材から脱離するのを防止できる。 Further, by providing a chamfered portion at the bent portion between the radially extending portion and the cylindrical axial extending portion of the insulating portion, the bent portion comes into contact with the engaging member and the blocking member is detached from the cleavage member. Can be prevented.
さらに、係合部材の保持部のうち、遮断部材の側壁の外方で且つ該遮断部材の底面側の先端部分を、該側壁の先端よりも底面側に延ばすことにより、テーパ部によって遮断部材を開裂部材側により確実に押し付けることができる。特に、前記保持部の先端部分を、遮断部材の側壁から離間させることで、テーパ部によって遮断部材を開裂部材側にさらに確実に押し付けることができる。 Furthermore, by extending the front end portion of the engaging member holding portion outside the side wall of the blocking member and on the bottom surface side of the blocking member to the bottom surface side from the front end of the side wall, the blocking member is moved by the taper portion. It can be reliably pressed by the cleaving member side. In particular, by separating the distal end portion of the holding portion from the side wall of the blocking member, the blocking member can be more reliably pressed against the cleavage member by the tapered portion.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[実施形態1]
(全体構成)
図1は、本発明の一実施形態である密閉型電池1の概略構成を示す図である。この密閉型電池1は、有底筒状の電池缶10(外装缶)の開口側に封口体20が取り付けられたものである。詳しくは、図2に断面で示すように、密閉型電池1は、電池缶10と、封口体20と、電池缶10の開口端部11aと封口体20の外周側との間に配置されるガスケット30と、電池缶10及び封口体20によって形成される空間内に収納される電極体40とを備えている。電池缶10と封口体20との間に形成される空間内には、電極体40以外に、非水電解液(図示省略)も封入されている。
[Embodiment 1]
(overall structure)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a sealed battery 1 according to an embodiment of the present invention. The sealed battery 1 has a sealing
電池缶10は、表面にニッケルメッキが施された鋼板やステンレス鋼などの金属材料からなり、プレス成形によって有底円筒状に形成されている。すなわち、電池缶10は、円形状の底部(図示省略)と、円筒状の周壁部11とが一体形成されてなる。この電池缶10の底部には、電極体40から延びる負極タブ(図示省略)が接続されている。すなわち、本実施形態において、この電池缶10は、密閉型電池1の負極端子として機能している。なお、この限りではなく、電池缶10を正極端子として用いてもよい。
The battery can 10 is made of a metal material such as a steel plate or stainless steel whose surface is nickel-plated, and is formed into a bottomed cylindrical shape by press molding. That is, the battery can 10 is formed by integrally forming a circular bottom portion (not shown) and a cylindrical
電池缶10の周壁部11の開口端部11aは、ガスケット30を介して封口体20にかしめられている。すなわち、封口体20及びガスケット30を電池缶10の内方に配置した状態で、該電池缶10の開口端部11aは、電池缶内方に向かって折り曲げられている。これにより、電池缶10の開口側に、封口体20が固定される。
The opening
封口体20は、正極端子としての端子板21と、電池内部の圧力上昇に応じて変形し開裂する開裂ベント22(開裂部材)と、該開裂ベント22とともに電流遮断機構として機能する遮断ベント25(遮断部材)と、を備えている。この実施形態における封口体20では、端子板21と開裂ベント22との間に、温度に応じて抵抗が変化する抵抗板23が配置されている。なお、本実施形態では、端子板21は正極端子として機能しているが、電池缶10が正極端子として機能している場合には、端子板21は、負極端子として機能する。
The sealing
端子板21は、圧延鋼板の表面にニッケルメッキが施された材料からなり、外周側に円環状の鍔部21aを有する略ハット状に形成されている。すなわち、端子板21の中央部分には、電池缶10の外方に向かって有底円筒状に膨出する凸部21bが形成されている。この凸部21bの外周側には、複数のガス排出孔21cが設けられている。本実施形態では、ガス排出孔21cは、図1に示すように、凸部21bの外周側に、周方向に90度の間隔で合計4箇所に設けられている。
The
図2に示すように、開裂ベント22は、アルミニウム製の部材であり、端子板21と同様、略ハット状に形成されている。すなわち、開裂ベント22は、有底円筒状に膨出する開裂部22aと、該開裂部22aの外周側に位置する鍔部22bと、を有している。開裂ベント22は、開裂部22aが電池缶10の底部側に向かって膨出するように、端子板21とは逆ハット状に電池缶10内に配置されている。
As shown in FIG. 2, the
開裂部22aには、中央部分に、該開裂部22aの膨出方向に向かって膨出する膨出部22cが形成されている。また、開裂部22aの内側の底面には、中央の膨出部22cを囲むように、断面略V字状の溝部22dが円環状に設けられている。さらに、開裂部22aの内側の底面には、円環状の溝部22dから平面視で十字状に延びるように断面略V字状の溝部22eが4つ設けられている。
In the
このように、開裂ベント22の開裂部22aの底面に溝部22d,22eを設けることにより、密閉型電池1の内部の圧力が所定の圧力(例えば、内圧が2.5MPa)まで上昇した際に、該開裂ベント22が溝部22d,22eで破断する。これにより、電池缶10が電池内部の圧力上昇によって破裂するのを防止できる。
Thus, by providing the
抵抗板23は、例えば2枚の金属電極箔によって導電性ポリマーのシートを挟み込んでなるもので、電池内部の温度が上昇すると抵抗が大きくなるように構成されている。抵抗板23は、端子板21の鍔部21aと開裂ベント22の鍔部22bとの間に挟み込まれるように円環状に形成されている。これにより、密閉型電池1内の温度が所定値以上になると、抵抗板23は開裂ベント22と端子板21との間で電流が流れるのを抑制する。一方、温度が低下すると、抵抗板23は、抵抗値が下がって元の導通状態に復帰する。
The
端子板21の鍔部21aと開裂ベント22の鍔部22bとの間に抵抗板23を挟み込んだ状態で、鍔部21a,22b及び抵抗板23には、電池缶10の周壁部11の開口端部11aがかしめられている。これにより、抵抗板23を端子板21と開裂ベント22との間に保持した状態で、電池缶10の開口側に固定することができる。
With the
遮断ベント25は、アルミニウム製の部材であり、開裂ベント22の開裂部22aを覆うように有底円筒状に形成されている。すなわち、遮断ベント25は、円形状の底面部25a(底面)と、該底面部25aの外周側に形成された周壁部25b(側壁)とを備えている。周壁部25bの開口端側は、絶縁材料からなる円環状の保持部材24(係合部材)によって、開裂ベント22の円筒状の開裂部22aに保持されている。
The blocking
保持部材24は、ポリブチレンテレフタレート(PBT)またはポリプロピレン(PP)製の部材である。よって、保持部材24は、開裂ベント22と遮断ベント25とを後述する溶接部分50以外で絶縁することができる。
The holding
保持部材24は、開裂ベント22の開裂部22aに係合するように弾性変形可能に構成されている。すなわち、保持部材24は、遮断ベント25の周壁部25bの開口端側を挟み込むように断面略U字状に形成された円環状の保持部24aと、該保持部24aの内周側から径方向内方に向かって延びるスペーサ部24bとを備えている。これにより、図2に示すように、保持部24a内に遮断ベント25の周壁部25bを挟み込んだ状態で、該保持部24aの内周側が開裂ベント22の開裂部22aに係合される。また、開裂ベント22と遮断ベント25との間には、保持部24a及びスペーサ部24bが挟み込まれるため、該開裂ベント22と遮断ベント25とを離間させた状態で配置することができる。
The holding
保持部24aは、遮断ベント25の周壁部25bを覆うように形成されている。これにより、後述するように、電池缶10の開口端部11aを封口体20にかしめた際に、ガスケット30は、電池缶10の径方向内方へ移動して保持部材24の保持部24aに当接する。なお、本実施形態では、保持部24aが遮断ベント25の周壁部25bを覆うように形成されているが、この限りではなく、保持部24aは、遮断ベント25の周壁部25bの外方に位置する先端部分が、少なくとも該遮断ベント25の周壁部25bの先端よりも底面部25a側に位置するように形成されていればよい。
The holding
また、保持部24aは、遮断ベント25の周壁部25bの外方に位置する先端部分が該周壁部25bから離間するように形成されている。これにより、後述するように、電池缶10の開口端部11aを封口体20にかしめた際に、ガスケット30が電池缶10の径方向内方へ移動して保持部24aの先端部分に当接すると、ガスケット30によって該先端部分は容易に変形する。
Further, the holding
遮断ベント25の底面部25aには、複数の貫通孔25cが周方向に等間隔で形成されている。これらの貫通孔25cは、電池缶10内で過充電等によって発生したガスが通過するためのガス通気孔である。これらの貫通孔25cを設けることにより、遮断ベント25をガスが通過して、開裂ベント22の開裂部22aに圧力が付与される。
A plurality of through
図3から図5に示すように、底面部25aの底面(外方側の面)の中央部分には、薄肉部26が設けられている。この薄肉部26は、底面部25aの底面の中央部分を段状に薄くすることにより形成される。薄肉部26は、平面視で円形状に形成されている。また、薄肉部26の中央部分には、さらに薄肉に形成された接続部27が設けられている。この接続部27は、平面視で円形状に形成されていて、図5に示すように、開裂ベント22の開裂部22aの膨出部22cにYAGレーザー溶接等によって接合される。これにより、接続部27及び膨出部22cに、溶接部分50(接合部分)が形成される。
As shown in FIGS. 3 to 5, a
また、遮断ベント25には、電極体40から延びる正極タブ45が接続されている(図2参照)。すなわち、電極体40、遮断ベント25及び開裂ベント22は、電気的に接続されている。
Moreover, the
図3に示すように、薄肉部26には、接続部27を囲むように、複数(本実施形態では3つ)の貫通穴部26aが形成されている。各貫通穴部26aは、接続部27を中心とした円弧状に形成された長穴であり、該接続部27に対して、遮断ベント25の径方向の同じ位置に設けられている。さらに、薄肉部26には、接続部27を囲んで且つ複数の貫通穴部26aを繋ぐように、複数の溝部26bが形成されている。具体的には、各溝部26bは、溝底の幅が開口側の溝幅に比べて小さくなるように断面略V字状に形成されている。また、各溝部26bは、貫通穴部26aにおける遮断ベント25の径方向内側部分に、溝底が繋がるように形成されている。さらに、各溝部26bは、開口側の溝幅が、貫通穴部26aの開口の短手方向の長さよりも小さくなるように形成されている。
As shown in FIG. 3, a plurality of (three in this embodiment) through-
このように、複数の貫通穴部26aを繋ぐように溝部26bを設けることで、該溝部26bの溝底部分のせん断強度を、開裂ベント22の膨出部22cと接続部27との溶接部分50のせん断強度よりも小さくすることができる。したがって、密閉型電池1内で過充電等によってガスが発生して開裂ベント22が端子板21側に変形した場合、開裂ベント22と溶接された接続部27が該開裂ベント22とともに端子板21側に引っ張られると、遮断ベント25は、溝部26bで破断する。すなわち、開裂ベント22と遮断ベント26との溶接部分50ではなく、該遮断ベント26の溝部26bで破断するため、溶接などの接合条件の影響を受けることなく、密閉型電池1の内部の圧力が一定値(例えば、1.4MPa)に達した際に開裂ベント22と遮断ベント25とを分離できる。
In this way, by providing the
これにより、遮断ベント26と開裂ベント22とを電気的に切断することができ、両者間の電流の流れを遮断することができる。したがって、上述の構成により、密閉型電池1内の電流の流れを遮断できる。すなわち、遮断ベント26及び開裂ベント22が、電流遮断機構として機能する。
Thereby, the interruption | blocking
また、上述のような構成を有する遮断ベント25は、コイニングによって形成される。したがって、金属箔を用いる構成に比べて低コストで遮断ベント25を形成することができる。ところが、コイニングによって遮断ベント25を形成すると、薄肉部26の外周縁部で加工硬化が生じ、応力集中によって破断しやすくなる。そうすると、遮断ベント25が破断する力にばらつきが生じてしまう。これに対し、上述のような溝部26bを設けることにより、遮断ベント25を該溝部26bで破断することができる。したがって、上述の構成により、遮断ベント25をコイニングによって形成した場合でも、電池内部の圧力が一定値に達した際に、溝部26bで開裂ベント22と遮断ベント25とを分離することができる。
Further, the blocking
さらに、図5に示すように、各溝部26bは、遮断ベント25の薄肉部26に開裂ベント22の膨出部22cが押し当てられた状態で、平面視で(該遮断ベント25及び開裂ベント22の積層方向から見て)、膨出部22cの内側に形成されている。
Further, as shown in FIG. 5, each
遮断ベント25の薄肉部26の接続部27と開裂ベント22の膨出部22cとをYAGレーザー溶接等によって接合するためには、該膨出部22cと接続部27との隙間をできるだけ小さくする必要がある。そのためには、膨出部22cを薄肉部26に押し付ける必要があるが、平面視で該膨出部22cよりも外側に溝部26bが形成されていると、該溝部26bに応力が集中して該溝部26bで破断する可能性がある。これに対し、上述のような位置に溝部26bを設けることにより、膨出部22cを薄肉部26に押し付けた場合には、溝部26bに大きな力が加わらないため、該溝部26bで破断するのを防止できる。
In order to join the connecting
また、上述のような位置に溝部26bを設けることで、該溝部26bが接続部27に近くなるため、該溝部26bで破断した場合に、遮断ベント25のうち開裂ベント22側に付着する部分を小さくすることができる。これにより、開裂ベント22側に付着した遮断ベント25の一部が、該遮断ベント25の残りの部分に接触して密閉型電池1内で電流が流れ続けるのを防止できる。
Further, by providing the
さらに、上述のような位置に溝部26bを設けることで、溝部を平面視で膨出部22cよりも外側に設けた場合に比べて、小さい力によって遮断ベント25を溝部26bで破断することができる。すなわち、溝部26bが接続部27から遠くなると、その分、該溝部26bの距離が長くなって溝底部分のせん断強度も高くなるが、溝部26bを接続部27のより近くに設けることにより、小さい圧力でも溝部26bで遮断ベント25をより確実に破断させることができる。
Furthermore, by providing the
ガスケット30は、ポリブチレンテレフタレート(PBT)またはポリプロピレン(PP)などからなる概略円筒状の部材である。図6に示すように、ガスケット30には、一方側の端部の径が他方側の端部の径に比べて大きくなるように、筒軸方向の中央部分に段部31が設けられている。すなわち、ガスケット30は、大径部33と、小径部32と、それらの間に位置する段部31と、を有している。大径部33は、封口体20を収納可能なように、該封口体20の外径よりも大きい内径を有する。封口体20を、ガスケット30の段部31で支持するように大径部33内に収納し、該大径部33の開口側とともに電池缶10の周壁部10の開口端部10aを封口体20にかしめることにより、図2に示すように、ガスケット30が電池缶10と封口体20との間に挟みこまれる。
The
ガスケット30の詳しい構成については後述する。
The detailed configuration of the
電極体40は、特に図示しないが、シート状の正極及び負極がセパレータを介して厚み方向に積層された状態で、渦巻状に捲回されたものである。電極体40は、正極が正極活物質を有する一方、負極が負極活物質を有し、充放電可能に構成されている。正極、負極及びセパレータの詳しい構成については、従来と同様なので、詳しい説明を省略する。なお、電極体40の正極は、電池缶10の開口端部側で、正極タブ45を介して遮断ベント25に電気的に接続されている(図2参照)。一方、電極体40の負極は、電池缶10の底部側で、図示しない負極タブによって該電池缶10に電気的に接続されている。
The
正極に用いられる正極活物質としては、例えば、LiCoO2などのリチウムコバルト酸化物、LiMn2O4などのリチウムマンガン酸化物、LiNiO2などのリチウムニッケル酸化物、二酸化マンガン、五酸化バナジウム、クロム酸化物などの金属酸化物や、二硫化チタン、二硫化モリブデンなどの金属硫化物などが用いられる。 Examples of the positive electrode active material used for the positive electrode include lithium cobalt oxide such as LiCoO 2 , lithium manganese oxide such as LiMn 2 O 4 , lithium nickel oxide such as LiNiO 2 , manganese dioxide, vanadium pentoxide, and chromium oxide. Metal oxides such as materials, and metal sulfides such as titanium disulfide and molybdenum disulfide are used.
一方、負極に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンをドープ及び脱ドープすることができるものであればどのような物質でもよい。例えば、負極活物質として、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ、炭素繊維、活性炭などの炭素材料、Si、Sn、Inなどの合金、または、Liに近い低電圧で充放電できるSi、Sn、Inなどの酸化物等を用いるのが好ましい。 On the other hand, the negative electrode active material used for the negative electrode may be any material as long as it can dope and dedope lithium ions. For example, as a negative electrode active material, graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies, mesocarbon microbeads, carbon fibers, activated carbon and other carbon materials, Si, Sn, In, etc. It is preferable to use an alloy of Si, Sn, In or the like that can be charged and discharged at a low voltage close to Li.
(ガスケット)
以下で、ガスケット30の構成を、図6から図8を用いて詳細に説明する。
(gasket)
Below, the structure of the
上述のとおり、ガスケット30は、概略円筒状に形成されていて、大径部33及び小径部32を有している。この小径部32の内周側には、図6から図8に示すように、段部31側に、内周面が該段部31に向かうほど径方向外方に位置するテーパ部34が形成されている。また、小径部32と段部31との間の屈曲部分の内周側には、R部35(面取り部)が形成されている。
As described above, the
図7に示すように、ガスケット30の段部31上に、封口体20が位置づけられる。これにより、小径部32の内側に設けられたテーパ部34は、遮断ベント25及び該遮断ベント25を保持する保持部材24に対応する位置に位置づけられる。すなわち、テーパ部34は、ガスケット30において、図7の状態で遮断ベント25の周壁部25b及び保持部材24の保持部24aと対向する位置に形成されている。
As shown in FIG. 7, the sealing
図8に示すように、電池缶10の周壁部11の開口端部11aを封口体20にかしめた場合、ガスケット30の大径部33は電池缶10の開口端部11aと封口体20との間に挟みこまれる。小径部32及び段部31は、電池缶11と遮断ベント25との絶縁部材として機能する。したがって、ガスケット30の大径部33が、シール部に対応し、小径部32及び段部31が、電池缶10の内面に沿って筒軸方向に延びて電池缶11と遮断ベント25とを絶縁する絶縁部に対応する。よって、小径部32が絶縁部の筒軸方向延伸部に対応し、段部31が絶縁部の径方向延伸部に対応する。
As shown in FIG. 8, when the opening
図8のように電池缶10の開口端部11aを封口体20にかしめる場合(白抜き矢印参照)、ガスケット30の大径部33が筒軸方向に圧縮される(細矢印参照)ため、該ガスケット30の段部31が電池缶10の径方向内方へ押される(黒塗り矢印参照)。これにより、ガスケット30の小径部32も電池缶10の径方向内方へ押される。したがって、ガスケット30の小径部32に形成されたテーパ部34が、保持部材24の保持部24aの外周側を径方向内方へ押圧する。このテーパ部34は、段部31側に向かうほど内周面が電池缶10の径方向外方に位置するように形成されているため、該テーパ部34によって、保持部24aは電池缶10の径方向内方且つ開裂ベント22側へ押し付けられる。これにより、保持部材24によって保持された遮断ベント25は、ガスケット30の小径部32によって開裂ベント22側に押し付けられて、該開裂ベント22からの脱離が防止される。
When the
また、テーパ部34によって押圧される保持部24aは、既述のとおり、遮断ベント25の周壁部25bを覆っているため、テーパ部34は保持部材24の保持部24aに当接する。これにより、弾性変形可能な保持部24aをテーパ部34の面に沿わせて変形させることができ、該保持部24aによって遮断ベント25の周壁部25bを開裂ベント22側により確実に押し付けることができる。
Further, as described above, the holding
さらに、保持部24aは、遮断ベント25の周壁部25bの外方に位置する先端部分が該周壁部25bから離間しているため、テーパ部34によって該先端部分を押圧すると、保持部24aの先端部分が容易に変形する。よって、テーパ部34によって変形した保持部24aにより、遮断ベント25の周壁部25bを開裂ベント22側にさらに確実に押し付けることができる。
Furthermore, the holding
また、上述のように、ガスケット30において、小径部32と段部31との間の屈曲部分の内周側にR部35を設けることにより、電池缶10の開口端部11aが封口体20にかしめられた際に前記屈曲部分が保持部材24に当接するのを防止できる。前記屈曲部分にR部35を設けない場合には、上述のように電池缶10の開口端部11aが封口体20にかしめられた際に、保持部材24の保持部24aにガスケット30の屈曲部分が当接して、該保持部24aに開裂ベント22から離す方向の力が加わる。これに対し、上述のようなR部35を設けることにより、前記屈曲部分が保持部24aに当接しないため、該保持部24aに開裂ベント22から分離する方向の力が加わるのを防止できる。
Further, as described above, in the
(落下試験)
上述のような構成を有する密閉型電池1において、遮断ベント25が開裂ベント22から脱離しにくい構成であることを確認するために、落下試験を行った。落下試験は、コンクリート上に立設されたパイプ内に、該コンクリート面から1.5mの高さ位置から密閉型電池1を落下させることにより実施した。密閉型電池1を端子板21側がコンクリート面に衝突するように落下させた後、その密閉型電池1を電池缶10の底面側がコンクリート面に衝突するように落下させて、1回の落下回数としてカウントする。そして、遮断ベント25が開裂ベント22から脱離して密閉型電池1内で電流の流れが遮断されたかどうかを調べることによって、該遮断ベント25の脱落の有無を評価した。なお、試験は、本実施形態の構成のものと、ガスケット30の小径部32にテーパ部34を設けていないもの(表1において“対策前”)と、をそれぞれ7個ずつ製作して行った。
(Drop test)
In the sealed battery 1 having the above-described configuration, a drop test was performed in order to confirm that the blocking
試験結果を表1に示す。
表1に示すように、本実施形態のような構成を適用しないもの(ガスケット30の小径部32にテーパ部34を設けないもの)は、数回で遮断ベント25が開裂ベント22から脱離して密閉型電池1内の電流が遮断される。これに対し、本実施形態のような構成を適用することで、20回落下試験を行っても遮断ベント25が開裂ベント22から脱離しない。したがって、本実施形態の構成によって、遮断ベント25を落下しにくくすることができる。
As shown in Table 1, in the case where the configuration as in the present embodiment is not applied (the
(実施形態1の効果)
本実施形態では、ガスケット30の小径部32における電池缶内方側且つ段部31側に、該段部31に向かうほど内周面が径方向外方に位置するようなテーパ部34を設けた。これにより、電池缶10の開口端部11aを封口体20に対してかしめた際に、該テーパ部34によって保持部材24及び遮断ベント25を開裂ベント22に押し付けることができる。したがって、密閉型電池10に衝撃が加わった場合でも、保持部材24によって開裂ベント22に保持される遮断ベント25が該開裂ベント22から脱離して落下するのを防止できる。
(Effect of Embodiment 1)
In the present embodiment, a tapered
また、ガスケット30の小径部32と段部31との間の屈曲部分に、R部35を設けたため、電池缶10の開口端部11aを封口体20に対してかしめた際に前記屈曲部分が保持部材24に当接するのを防止できる。したがって、前記屈曲部分によって保持部材24に開裂ベント22から分離する方向の力が加わるのを防止できる。よって、遮断ベント25の開裂ベント22からの脱離をより確実に防止できる。
In addition, since the
また、保持部材24の保持部24aは、遮断ベント25の周壁部25bの外側を覆うように設けられているため、テーパ部34の当接によって該テーパ部34に沿うように変形して、遮断ベント25を開裂ベント22側により確実に押し付けることができる。
Further, since the holding
さらに、保持部24aは、遮断ベント25の周壁部25bの外方且つ底部25a側に位置する先端部分が、該周壁部25bから離間しているため、テーパ部34の当接によって容易に変形する。これにより、テーパ部34に沿うように容易に変形した保持部24aにより、遮断ベント25を開裂ベント22側にさらに確実に押し付けることができる。
Further, the holding
[実施形態2]
図9に、実施形態2にかかる密閉型電池において、ガスケット70に封口体20を組み合わせた状態を示す。また、図10に、ガスケット70の概略構成を示す。この実施形態2の構成は、ガスケット70の構成が実施形態1とは異なる。この実施形態2において、実施形態1の構成と同一の部分には同一の符号を付し、以下で異なる部分についてのみ説明する。
[Embodiment 2]
FIG. 9 shows a state in which the sealing
具体的には、図9及び図10に示すように、実施形態1と同様、概略円筒状のガスケット70には、小径部72(絶縁部)と大径部73と(シール部)の間に段部71(絶縁部)が設けられている。また、円筒状の小径部72の内周側には、内周面が段部71に向かうほど径方向外方に位置するテーパ部74が形成されている。
Specifically, as shown in FIGS. 9 and 10, as in the first embodiment, the substantially
そして、小径部72と段部71との間の屈曲部分には、テーパ部74とはテーパ角度が異なる第2テーパ部75(面取り部)が形成されている。図9及び図10の例では、第2テーパ部75は、テーパ部74よりもテーパ角度が小さくなるように設けられている。この第2テーパ角度75を設けることにより、実施形態1におけるR部35と同様、電池缶10の開口端部11aが封口体20にかしめられた際に、ガスケット70の前記屈曲部分が保持部材24に当接するのを防止できる。
A second tapered portion 75 (chamfered portion) having a taper angle different from that of the tapered
(実施形態2の効果)
本実施形態では、ガスケット70の小径部72における電池缶内方側に、段部31に向かうほど内周面が径方向外方に位置するようなテーパ部74を設けた。これにより、電池缶10の開口端部11aを封口体20にかしめた際に、ガスケット70の段部71が電池缶10の径方向内方へ押されるため、該ガスケット70の小径部72に設けたテーパ部74が保持部材24の保持部24aの外周側を径方向内方へ押圧する。したがって、保持部材24は、テーパ部74によって、電池缶10の径方向内方且つ開裂ベント22側へ押し付けられるため、該保持部材24が開裂ベント22から脱離するのを抑制することができる。
(Effect of Embodiment 2)
In the present embodiment, a tapered
また、ガスケット70の小径部72と段部71との間の屈曲部分に、テーパ部74とはテーパ角度が異なる第2テーパ部75を設けた。これにより、電池缶10の開口端部11aを封口体20にかしめた際に、ガスケット70の前記屈曲部分が保持部材24を開裂ベント22から離間させるように押すのを防止できる。
Further, a
しかも、第2テーパ部75を、テーパ角度がテーパ部74のテーパ角度よりも小さくなるように形成した。これにより、第2テーパ部75を設けた場合でも、テーパ部74を、開裂ベント22側に保持部材24を押し付けるようなテーパ角度に形成することができる。よって、テーパ部74によって、保持部材24が開裂ベント22から脱離するのをより確実に抑制することができる。
Moreover, the
(その他の実施形態)
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
While the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately modifying the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.
前記各実施形態では、ガスケット30,70の小径部32,72と段部31,71との間の屈曲部分に、R部35や第2テーパ部75を設けている。しかしながら、電池缶10の開口端部11aを封口体20に対してかしめた際に前記屈曲部分が保持部材24に当接しない構成であれば、該屈曲部分をどのような構成にしてもよい。また、前記屈曲部分が保持部材24に当接しなければ、R部や第2テーパ部を設けなくてもよい。さらに、前記実施形態2では、第2テーパ部75を、テーパ角度がテーパ部74のテーパ角度よりも小さくなるように形成しているが、この限りではなく、第2テーパ部75をテーパ部74のテーパ角度よりも大きくなるように形成してもよい。
In each of the above embodiments, the
前記各実施形態では、保持部材24を、遮断ベント25とは別部材としている。しかしながら、遮断ベント25に保持部材をモールド成形してもよい。
In each of the above embodiments, the holding
前記実施形態では、開裂ベント22と端子板21との間に抵抗板23を設けている。しかしながら、抵抗板23を設けずに、開裂ベント22と端子板21とを直接接触させるようにしてもよい。
In the embodiment, the
本発明による密閉型電池は、有底筒状の外装缶の開口側に封口体がかしめ固定された密閉型電池に利用可能である。 The sealed battery according to the present invention can be used for a sealed battery in which a sealing body is caulked and fixed to the opening side of a bottomed cylindrical outer can.
1 密閉型電池
10 電池缶(外装缶)
20 封口体
21 端子板
22 開裂ベント(開裂部材)
22a 開裂部
22b 鍔部
22c 膨出部
24 保持部材(係合部材)
24a 保持部
24b スペーサ部
25 遮断ベント(遮断部材)
25a 底面部(底面)
25b 周壁部(側壁)
25c 貫通孔
30、70 ガスケット
31、71 段部(絶縁部)
32、72 小径部(絶縁部)
33、73 大径部(シール部)
34、74 テーパ部
35 R部(面取り部)
40 電極体
75 第2テーパ部
1 Sealed
20
25a Bottom (bottom)
25b Perimeter wall (side wall)
25c Through
32, 72 Small diameter part (insulating part)
33, 73 Large diameter part (seal part)
34, 74 Tapered part 35 R part (chamfered part)
40
Claims (4)
前記外装缶の底部側に向かって突出する開裂部を有し、該外装缶の開口側を覆った状態で該外装缶の開口端部によってかしめられる開裂部材と、
前記開裂部材と前記外装缶の開口端部との間に挟みこまれるように、該開裂部材とともに該外装缶の開口端部によってかしめられるガスケットと、
前記開裂部の突出側を覆うように有底筒状に形成され、該開裂部と電気的に接続される遮断部材と、
前記遮断部材の側壁を保持しつつ該側壁を前記開裂部に係合させるように、弾性変形可能に構成された係合部材と、を備え、
前記ガスケットは、前記開裂部材と前記外装缶の開口端部との間に位置するシール部と、該外装缶の内面に沿って該シール部から前記遮断部材よりも前記外装缶の底部側まで延びる絶縁部と、を有し、
前記絶縁部には、前記遮断部材の側壁と対向する位置に、前記シール部に向かうほど外装缶内方側の面が前記外装缶の径方向外方に位置するテーパ部が形成されている、密閉型電池。 A bottomed cylindrical outer can,
A cleaving member that has a cleaving portion that protrudes toward the bottom side of the outer can, and is caulked by the opening end of the outer can in a state of covering the opening side of the outer can;
A gasket caulked by the opening end of the outer can together with the cleavage member so as to be sandwiched between the opening member and the opening end of the outer can;
A blocking member that is formed in a bottomed cylindrical shape so as to cover the protruding side of the cleavage portion, and is electrically connected to the cleavage portion;
An engagement member configured to be elastically deformable so as to engage the side wall with the cleavage portion while holding the side wall of the blocking member,
The gasket extends from the sealing portion located between the cleaving member and the open end of the outer can and from the seal portion to the bottom side of the outer can along the inner surface of the outer can. An insulation part,
In the insulating portion, a tapered portion is formed at a position facing the side wall of the blocking member, and a surface on the inner side of the outer can is positioned radially outward of the outer can as it goes to the seal portion. Sealed battery.
前記絶縁部は、前記シール部の外装缶底部側から該外装缶の径方向内方に向かって延びる径方向延伸部と、該径方向延伸部における前記外装缶の径方向内方側から該外装缶の筒軸方向に向かって屈曲して伸びる筒軸方向延伸部と、を有していて、
前記径方向延伸部と筒軸方向延伸部との間の屈曲部分には、前記外装缶の開口端部が前記開裂部材及びガスケットにかしめられた状態で該屈曲部分が前記係合部材及び遮断部材に接触しないように、面取り部が形成されている、密閉型電池。 The sealed battery according to claim 1,
The insulating portion includes a radially extending portion extending from the bottom of the outer can of the seal portion toward the radially inner side of the outer can, and the outer casing from the radially inner side of the outer can at the radially extending portion. A cylindrical axis extending portion that bends and extends toward the cylindrical axis direction of the can,
In the bent portion between the radially extending portion and the cylindrical extending portion, the bent portion includes the engaging member and the blocking member in a state where the opening end portion of the outer can is caulked by the tearing member and the gasket. A sealed battery in which a chamfered portion is formed so as not to contact the battery.
前記係合部材は、前記遮断部材の側壁を該側壁の先端側から挟み込む保持部を有していて、
前記保持部は、前記遮断部材の側壁の外方で且つ該遮断部材の底面側に位置する先端部分が、該遮断部材の側壁の先端よりも底面側に位置している、密閉型電池。 The sealed battery according to claim 1 or 2,
The engaging member has a holding portion that sandwiches the side wall of the blocking member from the front end side of the side wall,
The holding part is a sealed battery in which a distal end portion located outside the side wall of the blocking member and located on a bottom surface side of the blocking member is positioned closer to the bottom surface than the tip of the side wall of the blocking member.
前記保持部は、前記先端部分が前記遮断部材の側壁から離間している、密閉型電池。
The sealed battery according to claim 3,
The holding portion is a sealed battery in which the tip portion is separated from a side wall of the blocking member.
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