JP3943063B2 - Sealing plate and sealed battery - Google Patents
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Description
本発明は、容器内部の圧力を逃す弁を備える封口板及び密閉型電池に関する。 The present invention relates to a sealing plate having a valve for releasing the pressure inside a container and a sealed battery.
容器内部の圧力が過大となった場合に内部のガスを放出する弁(圧力逃し弁)機能を封口板に設ける密閉型電池がある(例えば、特許文献1参照。)。弁は、封口板の一部に板厚を減厚して設けられた凹部と、凹部の底面上に中心から対称に配置される2つの膨出部と、凹部の底面の中央部から境界近傍(縁部近傍)まで延在して2つの膨出部をそれぞれ囲繞する溝とで構成されている。 There is a sealed battery in which a sealing plate is provided with a valve (pressure relief valve) function that discharges internal gas when the pressure inside the container becomes excessive (see, for example, Patent Document 1). The valve has a concave portion formed by reducing the thickness of a part of the sealing plate, two bulging portions disposed symmetrically from the center on the bottom surface of the concave portion, and the vicinity of the boundary from the central portion of the bottom surface of the concave portion It is comprised by the groove | channel which extends to (edge part vicinity) and surrounds two bulging parts, respectively.
密閉型電池の内圧が上昇し、設定破断圧力を超えると、凹部の中央部に位置する溝から順次破断し始め、相互に対抗する境界近傍に向かって破断することによって、弁が開放される。すなわち、弁が作動する。
しかしながら、封口板の板厚は、凹部とその他の部分との境界部で急激に変化しており、応力が集中しやすい。溝は、底部よりもさらに板厚が小さく、境界部の近傍となる底面の縁部に設けられている。したがって、密閉型電池を落下させるなどの衝撃により、封口板に変形が加わると、溝に応力が集中し、設定される作動圧力よりも低い内部圧力でも、溝に沿って凹部の底面が裂けてしまう、すなわち、弁が作動してしまう場合がある。 However, the thickness of the sealing plate changes abruptly at the boundary between the concave portion and other portions, and stress tends to concentrate. The groove has a smaller thickness than the bottom and is provided at the edge of the bottom surface near the boundary. Therefore, if the sealing plate is deformed by an impact such as dropping the sealed battery, the stress concentrates on the groove, and the bottom surface of the recess is torn along the groove even at an internal pressure lower than the set operating pressure. In other words, the valve may be activated.
そのため、設定される作動圧力よりも弁の強度を高めに設定しなければならない。また、外部から加わる変形による応力の分だけ溝に加わる内部圧力による応力の許容量が変化するため、弁の作動圧力にばらつきが生じる原因となる。 For this reason, the strength of the valve must be set higher than the set operating pressure. Further, since the allowable amount of stress due to the internal pressure applied to the groove changes by the amount of stress due to deformation applied from the outside, the valve operating pressure varies.
そこで、本発明は、設定された作動圧力に対して精度よく作動する弁を備える封口板及び密閉型電池を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide a sealing board provided with the valve which operate | moves accurately with respect to the set operating pressure, and a sealed battery.
本発明に係る封口板は、容器の開口部を塞いで密閉型電池の外殻を容器とともに形成するプレート部と、プレート部の一部にこのプレート部の板厚よりも薄く一定の厚みで形成されかつ板厚の方向に曲がっている湾曲部を有し湾曲部から同じ厚みで外周部がプレート部に接続される弁と、この弁に設けられる溝であってその全てが外部から加わる衝撃及び変形による応力が加わることを防止するために弁の外周縁から少なくとも1つの湾曲部を隔てる位置に一続きに延在し全長に渡って両側に湾曲部が配置された溝とを備える。 The sealing plate according to the present invention is a plate portion that closes the opening of the container and forms the outer shell of the sealed battery together with the container, and is formed on a part of the plate portion with a constant thickness that is thinner than the plate thickness of the plate portion. And a valve having a curved portion bent in the direction of the plate thickness and having the same thickness from the curved portion and the outer peripheral portion connected to the plate portion, and a groove provided in the valve, all of which is subjected to an external impact and In order to prevent stress due to deformation, a groove is provided which extends continuously to a position separating at least one curved portion from the outer peripheral edge of the valve and has curved portions arranged on both sides over the entire length.
また、弁を開きやすくするために、溝と交差する方向に溝の端部から弁の外周縁に向かって延びる少なくとも1つの補助溝を設ける。または、溝の端部から分岐する少なくとも2つの補助溝を設ける。補助溝もまた全長に渡って両側に湾曲部が配置されることが好ましい。この場合、補助溝は、溝の端部から外周縁に向かって延びて湾曲部の途中で止まるか、または溝の端部から湾曲部を横切って外周縁まで延びる。 Further, in order to facilitate opening of the valve, at least one auxiliary groove extending from the end of the groove toward the outer peripheral edge of the valve is provided in a direction crossing the groove. Alternatively, at least two auxiliary grooves branched from the end of the groove are provided. The auxiliary groove is also preferably provided with curved portions on both sides over the entire length. In this case, the auxiliary groove extends from the end of the groove toward the outer peripheral edge and stops in the middle of the curved part, or extends from the end of the groove across the curved part to the outer peripheral edge.
封口板を取扱う際に弁に触れて破損させてしまうことを防止するために、弁は、プレート部の板厚よりも内側に収める。 In order to prevent the valve from being touched and damaged when the sealing plate is handled, the valve is accommodated inside the plate thickness of the plate portion.
容器と組み合わせて密閉型電池とした場合、弁とプレート部との境界部分の内面側に内圧によって応力が集中することを防止するために、弁の外周縁は、容器の内部に面したプレート部の内側面から面一に連続して形成する。または、弁の外周縁をプレート部の板厚の途中と滑らかに連続させて形成する。 When the sealed battery is combined with the container, the outer peripheral edge of the valve is the plate part facing the inside of the container in order to prevent stress from being concentrated on the inner surface side of the boundary part between the valve and the plate part. It is formed continuously from the inner side surface. Alternatively, the outer peripheral edge of the valve is formed smoothly and continuously in the middle of the plate thickness.
本発明に係る密閉型電池は、開口部を有する容器と、開口部を塞いで容器とともに外殻の一部を形成する封口板とを備えることを前提とする。そして、封口板は、容器と外周部で接合されるプレート部と、プレート部の一部にこのプレート部の板厚よりも薄く一定の厚みで形成されかつ板厚の方向に曲がっている湾曲部を有し湾曲部から同じ厚みで外周部がプレートに接続される弁と、この弁に設けられる溝であってその全てが外部から加わる衝撃及び変形による応力が加わることを防止するために弁の外周縁から少なくとも1つの湾曲部を隔てる位置に一続きに延在し全長に渡って両側に湾曲部が配置された溝とを備える。 The sealed battery according to the present invention is premised on including a container having an opening and a sealing plate that closes the opening and forms a part of the outer shell together with the container. The sealing plate includes a plate portion joined to the container and the outer peripheral portion, and a curved portion formed in a part of the plate portion with a constant thickness thinner than the plate thickness of the plate portion and bent in the plate thickness direction. a valve outer circumferential portion is connected to the plate at the same thickness from the curved portion has a, all a groove provided in the valve is a valve in order to prevent the stress is applied due to an impact and deformation applied from outside A groove extending continuously from the outer peripheral edge at a position separating the at least one curved portion and having curved portions disposed on both sides over the entire length.
本発明に係る封口板、及び本発明に係る密閉型電池によれば、落下の衝撃や変形などによって外部から加わった応力を弁の湾曲部が変形することで緩和し、溝に応力が集中することを抑制することができる。つまり、設定された作動圧力に対して実際に弁が作動する内部圧力は、落下の衝撃や変形など外部から加わる応力に影響され難くなる。したがって、弁が実際に作動する内部圧力にばらつきが生じることを防止することができる。 According to the sealing plate according to the present invention and the sealed battery according to the present invention, the stress applied from the outside due to the impact or deformation of the drop is alleviated by the deformation of the curved portion of the valve, and the stress is concentrated in the groove. This can be suppressed. That is, the internal pressure at which the valve actually operates with respect to the set operating pressure is not easily affected by externally applied stress such as a drop impact or deformation. Therefore, it is possible to prevent variation in the internal pressure at which the valve actually operates.
また、溝に加わる応力は、内部圧力による応力が主なものとなる。そのため、変形などの外部から加わる応力を加味して溝の強度を高めなくても良くなる。したがって、弁は、設定された作動圧力に対して、実際に作動する内部圧力との差が少なく、作動圧力のばらつきが小さくなる。 The stress applied to the groove is mainly stress caused by internal pressure. Therefore, it is not necessary to increase the strength of the groove in consideration of externally applied stress such as deformation. Therefore, the valve has a small difference between the set operating pressure and the actually operating internal pressure, and the variation in the operating pressure is reduced.
本発明に係る第1の実施形態について、図1から図6を参照して説明する。密閉型電池1は、図1に示すように外殻を形成する容器2と封口板3とを供える。封口板3は、図2に示すようにプレート部4と弁5と溝6とを備える。
A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. The sealed battery 1 includes a
プレート部4は、容器2の開口部2aと嵌り合う段差が外周部4aに設けられており、外周部4aと開口部2aの縁とが付き合わされた開先をレーザ溶接などによってシール溶接Wされる。また、図1に示すように、プレート部4の中央部には、ガスケット7を挟んで端子8が取り付けられている。端子8は、プレート部4を板厚方向に貫通しており、容器2の内部に収納される電極と接続される。
The
弁5は、図2に示すように、プレート部4の一部にこのプレート部4の板厚よりも薄く形成されている。弁5は、プレス成形によってプレート部4の一部を押し潰し、板厚を減厚することで成形されている。弁5の外周縁5aは、容器2の内部に面したプレート部4の内側面4bと面一に連続している。また、弁5は、板厚方向に曲がっている湾曲部5bを有している。この場合、湾曲部5bは、外周縁5aから中央部に向かうにつれて容器2の外側に向かって曲がった後、弁5の中央部に掛けて容器2の内側に向かって曲がっている。そして、弁5は、プレート部4の板厚よりも内側に収まっている。
As shown in FIG. 2, the
溝6は、図2から図5に示すように弁5の外周縁5aから湾曲部5bを隔てる位置に一続きに延在している。溝6は、図2及び図5に示すように弁5の板厚よりも薄く形成されている。また、溝6と交差する方向に溝6の端部6aから弁5の外周縁5aに向かって延びる補助溝9が設けられている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
本実施形態では、図3及び図4に示すように弁5が長方形に設けられており、溝6は、弁5の中央部に長手方向に沿って配置されている。補助溝9は、溝6の端部6aから2つに分岐し湾曲部5bを横切って、長方形に設けられた弁5の四角の手前となる外周縁5aまでそれぞれ延びている。
In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the
また、溝6と補助溝9は、プレート部4の内側面4bと面一に形成されており、これら以外の部分は、容器2の外側に向かってプレート部4の板厚方向に膨らんでいる。
Further, the
以上のように構成された密閉型電池1は、容器2の内部圧力が加わると、弁5が容器2の外側に向かって押圧され、溝6及び補助溝9に引張応力が作用する。設定された作動圧力よりも内部圧力が高くなると、溝6の端部6aを起点に溝6及び補助溝9に沿って亀裂が入り、図6に示すように弁5が裂開される。すなわち、弁5は、圧力逃し弁として作動する。弁5は、外周縁5aがプレート部4と連続しているので、裂開(作動)した後もプレート部4から脱落することがない。
In the sealed battery 1 configured as described above, when the internal pressure of the
また、弁5に湾曲部5bが設けられているとともに弁5の外周縁5aから湾曲部5bを隔てた位置に溝6が設けられているので、密閉型電池1が落下するなどによって封口板3に外部から衝撃や変形を受けても、この湾曲部5bが変形し、溝6に応力が集中することが防止される。つまり、弁5が作動する内部圧力は、封口板3に外部から加わる衝撃や変形による応力の影響を受け難くなる。
Further, since the
したがって、溝6に加わる応力は、内部圧力に起因する応力が主なものとなるので、設定された作動圧力に対して実際に作動する内部圧力のばらつきが小さくなる。すなわち、弁5は、設定された作動圧力に対して精度よく作動する。また、封口板3に外部から加わる衝撃や変形を加味して溝6の強度を高くする必要がないので、弁5の作動圧力を低く設定することができる。
Therefore, since the stress applied to the
本発明に係る第2の実施形態について、図7を参照して説明する。なお、第1の実施形態と同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。図7に示すように、封口板3のプレート部4の一部に設けられた弁5は、外周縁5aがプレート部4の板厚の途中4cと滑らかに連続している。また、溝6及び補助溝9は、弁5の外周縁5aから湾曲部5bを隔てた位置に容器2の内部に面した側から設けられている。なお、溝6及び補助溝9を容器の外側から見た平面視は、図3とほぼ同じ状態である。
A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the structure which has the same function as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. As shown in FIG. 7, in the
以上のように形成された密閉型電池1の封口板3は、弁5の外周縁5aがプレート部4の板厚の途中4cと滑らかに連続しているので、外周縁5aとプレート部4との境界に内部圧力による引張応力が集中することを防止することができる。また、溝6及び補助溝9は、容器2の内部に面した側に設けられているので、内部圧力が加わることで弁5が外側に撓んだ場合、溝6及び補助溝9には、圧縮応力が作用する。
In the sealing
このように、弁5が作動圧力に満たない内部圧力を繰り返し受けて撓んだ場合、弁5に疲労が蓄積し難い。したがって、この封口板3を充電と放電とが繰り返される二次電池に適用した場合、湾曲部5bを有しているので封口板3に外部から加わる変形による影響を受けることなく設定された作動圧力に対して精度よく作動するとともに、充電及び放電を繰り返すことによって作動圧力未満の内部圧力が繰り返し加わっても疲労が蓄積し難い耐久性に優れた密閉型電池1を提供することができる。
In this way, when the
本発明に係る第3の実施形態について、図8を参照して説明する。なお、第1及び第2の実施形態と同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。図8に示すように、弁5の外周縁5aは、プレート部4の内側面4bと面一に連続して設けられている。容器2の外側から見た弁5の形状は、長円形である。弁5は、容器2の外側に向かって曲がる湾曲部5bを有しており、全体がドーム状に***するように形成されている。溝6は、弁5の外周縁5aから湾曲部5bを隔てた位置、本実施形態では、長円形の中央部に設けられている。また、第1及び第2の実施形態のように封口板3の弁5には、補助溝を有していない。
A third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the structure which has the same function as 1st and 2nd embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. As shown in FIG. 8, the outer
このように形成された密閉型電池1は、封口板3に外部から衝撃や変形が加わっても、湾曲部5bが変形による応力を緩和するので、溝6に応力が集中することを防止することができる。したがって、弁5に作用する応力は、封口板3に外部から加わる衝撃や変形に影響されることなく、内部圧力に起因する応力が主なものとなるので、設定された作動圧力に対して実際に作動する内部圧力のばらつきが小さくなる。つまり、設定した作動圧力に対して弁5が精度よく作動する。また、封口板3に外部から加わる衝撃や変形の影響を考慮して溝6の強度を高める必要がないので、低い内部圧力で弁5が作動するように設定することもできる。
The sealed battery 1 formed in this way prevents the stress from concentrating in the
なお、本発明の封口板3および密閉型電池1の弁5に設けられる溝6は、弁5の外周縁5aから少なくとも湾曲部5bを隔てた位置に一続きに延在すればよい。また、補助溝9は、溝6と交差する方向に溝6の端部6aから弁5の外周縁5aに向かって延びる少なくとも1つを備えるか、第1の実施形態のように溝6の端部6aから分岐する少なくとも2つの補助溝9を備えるように設けられていればよい。この場合、補助溝9は、溝6の端部6aから弁5の外周縁5aに向かって延びて、湾曲部5bの途中で止まって良いし、溝6の端部6aから湾曲部5bを横切って外周縁5aまで延びるように設けても良い。
In addition, the groove |
そこで、溝6と補助溝9の様々な配置について分類分けしたものを図9に模式的に示す。図9中において、最外周の線がプレート部4と弁5との境界を示す。また、ハッチングで示した範囲が湾曲部5bである。
FIG. 9 schematically shows various types of arrangement of the
1…密閉型電池、2…容器、2a…開口部、3…封口板、4…プレート部、4a…外周部、4b…内側面、5…弁、5a…外周縁、5b…湾曲部、6…溝、6a…端部、9…補助溝。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sealed battery, 2 ... Container, 2a ... Opening part, 3 ... Sealing plate, 4 ... Plate part, 4a ... Outer peripheral part, 4b ... Inner side surface, 5 ... Valve, 5a ... Outer periphery, 5b ... Curved part, 6 ... groove, 6a ... end, 9 ... auxiliary groove.
Claims (8)
前記プレート部の一部にこのプレート部の板厚よりも薄く一定の厚みで形成されかつ前記板厚の方向に曲がっている湾曲部を有し、前記湾曲部から同じ厚みで外周部が前記プレート部に接続される弁と、
前記弁に設けられる溝であって、その全てが外部から加わる衝撃及び変形による応力が加わることを防止するために前記弁の外周縁から少なくとも1つの前記湾曲部を隔てる位置に一続きに延在し、全長に渡って両側に前記湾曲部を配置された溝と
を備えることを特徴とする封口板。 A plate portion that closes the opening of the container and forms the outer shell of the sealed battery together with the container;
A part of the plate portion has a curved portion that is formed with a constant thickness thinner than the plate thickness of the plate portion and is bent in the direction of the plate thickness, and the outer peripheral portion has the same thickness from the curved portion as the plate. A valve connected to the section;
Grooves provided in the valve, all of which extend continuously to a position separating at least one of the curved portions from the outer peripheral edge of the valve in order to prevent external stress and deformation from being applied. And a groove plate provided with the curved portion on both sides over the entire length.
前記封口板は、
前記容器と外周部で接合されるプレート部と、
前記プレート部の一部にこのプレート部の板厚よりも薄く一定の厚みで形成されかつ前記板厚の方向に曲がっている湾曲部を有し、前記湾曲部から同じ厚みで外周部が前記プレートに接続される弁と、
前記弁に設けられる溝であって、その全てが外部から加わる衝撃及び変形による応力が加わることを防止するために前記弁の外周縁から少なくとも1つの前記湾曲部を隔てる位置に一続きに延在し、全長に渡って両側に前記湾曲部を配置された溝と
を備えることを特徴とする密閉型電池。 In a sealed battery that forms an outer shell with a container having an opening and a sealing plate that closes the opening,
The sealing plate is
A plate portion joined at the outer periphery with the container;
A part of the plate portion has a curved portion that is formed with a constant thickness thinner than the plate thickness of the plate portion and is bent in the direction of the plate thickness, and the outer peripheral portion has the same thickness from the curved portion as the plate. A valve connected to the
Grooves provided in the valve, all of which extend continuously to a position separating at least one of the curved portions from the outer peripheral edge of the valve in order to prevent external stress and deformation from being applied. And a groove in which the curved portion is arranged on both sides over the entire length.
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