JP3346675B2 - 密閉型電池の防爆封口板 - Google Patents
密閉型電池の防爆封口板Info
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- 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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Description
出機構を具備する密閉型電池の防爆封口板に関するもの
である。
にともなって発生するガスによる内部圧力上昇や過充電
による発火、爆発の危険性に対する防爆機構として、種
々の防爆封口板が用いられている。例えば、特開平6−
196150号公報は、超音波溶接により電気的に導通
させた溶接板と隔壁からなる防爆機構を開示している。
この防爆機構では、内側、すなわち発電要素側に通気孔
を有する溶接板が配され、その外側に電池を密封する隔
壁が配置されている。電池内部の圧力が上昇すると、外
側に配された隔壁が膨らみ、内側の溶接板を引っ張る力
が生じる。電池内部の圧力がさらに上昇し、この力が隔
壁と溶接板の間の溶接部分の強度を上回ると、隔壁と溶
接板は剥離する。そのため、両者は電気的に絶縁され、
電流が遮断される。
方式の防爆機構では、電池の内部圧力が上昇した際に電
流を遮断する圧力は、溶接部の強度に依存する。この溶
接部の強度は精密な制御が困難であるから、このような
電流遮断方式の防爆封口板の作動圧は安定しない。本発
明は、電池内圧力が上昇した場合に精度よく電流を遮断
し、発火等の事故を防止することのできる、品質の一定
した防爆封口板を提供することを目的とする。
爆封口板は、中央部を部分的に接合して電気的に接続さ
れた内外2枚の金属箔を含み、内外の金属箔が、球面状
の張り出し部を有した形状で、前記接合部を取り囲むよ
うに配置され、かつ前記接合部の剥離する圧力よりも低
い圧力で破断する薄肉部を前記張り出し部に有し、外側
の金属箔が、前記内側金属箔の薄肉部の破断する圧力よ
りも高い圧力で破断する薄肉部を有するものである。
力が上昇すると、まず、内側の金属箔が膨らみ、この圧
力が内側の金属箔を破断する圧力に達すると、その薄肉
部に破れが生じる。外側の金属箔は膨らみ、接合した内
側の金属箔を引っ張る。2枚の金属箔の接合部の剥離す
る圧力は内側の金属箔の薄肉部の薄肉部の破断する圧力
よりも高いため、内側の金属箔の薄肉部の破れは進行
し、2枚の金属箔が分離することにより、電流が遮断さ
れる。圧力がさらに上昇し、外側の金属箔の破断する圧
力に達すると、外側の金属箔が破断し、電池内部のガス
を外部に放出し、電池内部の圧力が低下する。従って、
電流遮断圧は、金属箔の接合部の強度に依存しない。ま
た、薄肉部を形成することによる破断する圧力を容易に
制御でき、電流遮断圧の一定した防爆封口板を提供する
ことができる。
する。本発明の防爆封口板の一実施例を図1に示す。厚
さ0.15mm、外径φ12.7mmのアルミニウム箔
1の中央部に外径φ4.0mmの円形刻印を用いて環状
の薄肉部1aを設けた。一方、厚さ0.12mm、外径
φ12.7mmのアルミニウム箔7の中央部に外径φ
4.0mmの円形の刻印による環状の薄肉部7aを設け
た。これら2枚のアルミニウム箔1および7の周縁部間
に絶縁ガスケット3を挟み込んだ後、2枚のアルミニウ
ム箔1および7の中央部を超音波溶接し、これらを通気
孔を持つアルミニウムケース4の中に挿入し、その上部
に温度抵抗体5および通気孔を持つ金属キャップ6をの
せ、ケース4の上端部を、絶縁ガスケット3を介して金
属キャップ6の周縁部にかしめて防爆封口板を得た。こ
の防爆封口板は、下部を内側にして発電要素を収納した
電池ケースの開口部に装着して使用される。そして、こ
のケース4には正極のリードが接続される。
の溶接部11で電気的に接続されている。また、金属キ
ャップ6は、温度抵抗体5を介してアルミニウム箔1と
電気的に接続されている。すなわち、ケース4と金属キ
ャップ6は、2枚のアルミニウム箔1および7の溶接部
11を介して電気的接続状態にある。ここで、薄肉部7
aは、溶接部11の剥離する圧力および薄肉部1aの破
断する圧力以下の圧力で破断するように設計されてい
る。
メカニズムを説明する。電池内圧力が上昇すると、ま
ず、内側のアルミニウム箔7が膨らみ、その薄肉部7a
に破れが生じる。次に、その外側に配されたアルミニウ
ム箔1が膨らみ、接合した内側のアルミニウム箔7を引
っ張るため、その薄肉部7aの破れは進行し、破断に至
る。こうして2枚のアルミニウム箔が分離されることに
より、電流が遮断される。その後、さらに電池内圧力が
上昇すると、外側のアルミニウム箔1の薄肉部1aが破
断することによって、電池内部で発生したガスを電池外
部に放出し、電池内圧力を低下させる。
ついて説明する。この比較例の防爆封口板の断面図を図
2に示す。実施例と同様の厚さ0.15mm、外径φ1
2.7mmのアルミニウム箔13の中央部に外径φ4.0
mmの円形刻印を用いて環状の薄肉部13aを設けた。さ
らに、厚さ0.3mm、外径φ12.7mmの通気孔を持つ
アルミニウム箔2の中央部に外径φ1.0mmの突起部2
aを設けた。この2枚のアルミニウム箔13および2の
周縁部間に絶縁ガスケット3を挟み込んだ後、アルミニ
ウム箔13の中央部とアルミニウム箔2の突起部2aを
超音波溶接し、これらを通気孔を持つアルミニウムケー
ス4の中に挿入し、その上部に温度抵抗体5および、通
気孔を持つキャップ6をのせ、ケース4の上端部を、絶
縁ガスケット3を介して金属キャップ6の周縁部にかし
めて防爆封口板を得た。実施例と同様に、ケース4とキ
ャップ6は、2枚のアルミニウム箔13および2を介し
て電気的に接続されている。
に示す装置を用いて、以下の方法で評価した。電極8a
と8bの間に防爆封口板12の周縁部を気密に挟み込む
とともに、両電極間に電圧を印加することにより、ケー
ス4とキャップ6を介して2枚のアルミニウム箔の間に
通電させる。そして、ケース4の下方の高圧空気導入口
10より高圧空気を送り、防爆封口板下部を毎秒0.6
kgf/cm2で昇圧しながら加圧する。このときの2
枚のアルミニウム箔の間で電流が遮断される空気圧を、
圧力センサー9を用いて測定した。それぞれの結果を表
1に示す。
口板は、電流を遮断する圧力のバラツキ(σ(n-1))が
大きく改善されていることがわかる。比較例である従来
の防爆封口板は、2枚のアルミニウム箔2および13が
溶接部である突起部2aで剥離することにより電流を遮
断するため、電流遮断圧は溶接部の強度に依存する。そ
のため、溶接部の強度のバラツキが、電流遮断圧に大き
く影響する。それに対して、実施例の防爆封口板は、薄
肉部7aの破断により電流が遮断される。アルミニウム
箔の薄肉部の破断する圧力は、刻印等により容易に、か
つ精度良く制御可能である。そのため、本発明の密閉型
電池の防爆封口板は、バラツキが小さく、一定した圧力
で電流を遮断させることができる。
圧力が上昇したときに一定した圧力で電流を遮断し、発
火等の事故をより確実に防止する密閉型電池の防爆封口
板を提供することができる。
る。
断面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 中央部を部分的に接合して電気的に接続
された内外2枚の金属箔を含み、内側の金属箔が、球面
状の張り出し部を有した形状で、前記接合部を取り囲む
ように配置され、かつ前記接合部の剥離する圧力よりも
低い圧力で破断する薄肉部を前記張り出し部に有し、外
側の金属箔が前記内側金属箔の薄肉部の破断する圧力よ
りも高い圧力で破断する薄肉部を有する密閉型電池の防
爆封口板。
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1995
- 1995-05-02 JP JP10850495A patent/JP3346675B2/ja not_active Expired - Fee Related
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