JP5592291B2 - 密閉型電池及び安全弁 - Google Patents
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Description
2の薄肉部は、前記区画板の電池内部側に形成されている。
このような構成によれば、安全弁が密閉型電池のケースに一体形成されるようになるので、より一層の部品点数の削減、組付け時の歩留まり向上、コスト削減を図られるようになる。
このような構成によれば、樹脂製の密閉型電池ケースにも好適な作動特性を有する安全弁を設けることができるようになる。また、第1の薄肉部と第2の薄肉部以外の部分の厚みを厚くすることができるようになることから、全体が膜状の安全弁などに比べて、ガスの透過を抑制することができるようになる。例えば、ニッケル水素電池であれば、水素の透過が抑制されるようになることから、電池としての特性を好適に維持することができるようになる。
図1に示すように、電池モジュールは、所要の電力容量を得るべく複数(例えば6個)の密閉型電池としての単電池14を電気的に直列接続して構成される。電池モジュールは、複数の個別の直方体状からなる単電池14を最も表面積の広い面(長側面)を縦に見てその側面にあたる短側面同士が互いに対向するように配列した構造となっている。すなわち、この電池モジュールは、例えばニッケル水素蓄電池からなる単電池14を6個連結することにより構成されている。
また、電池モジュールの蓋体20は、図2(a),(b)に示すように、電池モジュールの上面に対応する表面20aと、図2(b),(c)に示すように、電池モジュールの一体電槽10に接合される裏面20bとを有している。蓋体20の裏面20bは、一体電槽10に形成された単電池14の各電槽に対応するように6つの電槽蓋部23に区画されている。なお本実施形態では、1つの電槽蓋部23にはセンサ装着穴22が形成されるとともに、すべての電槽蓋部23には安全弁40がそれぞれ設けられている。安全弁40は、対応する電槽の内部圧力が、電池モジュール(電槽)の耐圧以下の圧力であるとともに、通常使用時の内部圧力を超過する圧力である異常圧力になった場合に開裂して、電槽内の異常圧力を開放させるものである。これにより、蓋体20により封止された各単電池14の電槽は、その内部圧力が異常圧力になったとき、安全弁40が開裂して異常圧力が開放され、その内部圧力が電槽の耐圧を超えることが防止されるようになっている。
点L2と、基準位置L3との間の与圧方向に対する距離はオフセットD2と同じ距離となっている。このような場合、第1の薄肉部42aや第2の薄肉部43aは、大きく屈曲されないことから、そこに疲労が蓄積されないため疲労によっては開裂しない。
薄肉部43aの肉厚、及び溝間部41cの厚みD1が略同等になっている。このように、溝間部41cの厚みD1は、第1の薄肉部42a又は第2の薄肉部43aと同じ、もしくはそれら以下の厚みであることが、上記効果を顕著に示すためより好ましい。
(1)弁体41にあって内部圧力により外部方向に屈曲して開裂する第1の薄肉部42aの屈曲点L1が、同弁体41の外部方向への旋回中心となる第2の薄肉部43aの屈曲点L2に対し、その旋回方向(開裂方向)に対して単電池14の内部側に設けられるようになる。このように、第1の薄肉部42aの屈曲点L1が第2の薄肉部43aが屈曲点L2よりも内側にあるため、安全弁40が内部圧力により外部方向に押圧されて第1の薄肉部42aが外部方向へ移動しようとする場合、第2の薄肉部43aには第1の薄肉部42a側から押し開かれる(圧縮される)力が加えられる。このとき、安全弁40の剛性が維持されていれば、安全弁40にかかる外部方向への押圧力に対して、第2の薄肉部43a側から対抗する力が生じて第1の薄肉部42aの外部方向への押圧力に対抗する対抗力を生み、第1の薄肉部42aの外部方向への移動が抑制されるようになる。このようなことから第1の薄肉部42aは、押圧力が対抗力を超えるまでは外部方向への移動が抑制され、ほとんど変形せず疲労によるひずみが生じないため、同第1の薄肉部42aには開裂が生じない。
形成した構造からなるため、復帰式安全弁などに比べても部品点数が少なく、組付け時の歩留まりが良く、コストも低くすることができる。
(8)樹脂製の電池モジュールにも好適な作動特性を有する安全弁40を設けた。また、第1の薄肉部42aと第2の薄肉部43a以外の部分の厚みを厚くすることができるようになることから、全体が膜状の安全弁などに比べて、水素や酸素などのガスの透過を抑制することができるようになる。これにより、ニッケル水素電池であれば、水素の透過が抑制されるようになることから、電池としての特性を好適に維持することができるようになる。
なお上記実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記実施形態では、第2の凹溝43が矩形の環状である線状の溝である場合について例示した。しかしこれに限らず、第2の凹溝は、区画板平面方向(図3の紙面平行方向)において、第1の凹溝の少なくとも対向する二側方に位置する態様であれば、多角形や円形、複数の線により構成されるなど、どのような形状であってもよい。例えば、図7(a)〜(d)に示すように、第2の凹溝は、一対の平行な線状の溝60であってもよいし、一対の平行な直線とそれらをつなぐ2つの曲線とからなる線状の溝61であってもよいし、円形の線状の溝62であってもよいし、楕円の線状の溝63であってもよい。これにより、安全弁の設計自由度が高められるようになる。
図8(b)〜(d)に示すように、第1の凹溝は、両端がそれぞれ二つに分岐している線状の溝71であってもよいし、両端がそれぞれ三つに分岐している線状の溝72であってもよいし、一本の線状の溝73であってもよい。これにより、安全弁の設計自由度が高められるようになる。
れ、第2の凹溝43の外周は撓まない場合について例示したが、これに限らず、内部圧力に応じて外周が撓んでもよい。通常使用時の内部圧力を超過したときに、弁体が降伏点を越えて変形するように安全弁を設定できれば、降伏点に至るまでに、外周部区画や、内周区画部、第1や第2の薄肉部など弁体のどのような箇所が変形してもよい。これにより、安全弁の設計自由度が高められるようになる。
・上記実施形態では、安全弁40が密閉型電池に用いられる場合について例示したがこれに限らず、このような安全弁を、密閉型電池に準じ、内部圧力が異常に上昇するおそれのある密閉型の容器に用いることもできる。これにより、このような安全弁の採用可能性が高められるようになる。
Claims (5)
- 開裂により内部圧力を開放させる非復帰式の安全弁を備えた密閉型電池であって、
前記安全弁は、区画板に溝として形成された第1の薄肉部と、該第1の薄肉部の少なくとも対向する二側方に位置する態様で前記区画板に曲線状のコーナー部を有する多角形の環状の溝として形成された第2の薄肉部とをそれぞれ有し、
前記第1の薄肉部と前記第2の薄肉部とは、前記区画板の肉厚方向において、前記第1の薄肉部の肉厚中心位置が前記第2の薄肉部の肉厚中心位置よりも電池の内部側に位置し、
前記第1の薄肉部は、その全ての部分が前記第2の薄肉部によって囲まれているとともに、前記第2の薄肉部のコーナー部近傍まで延出され、前記区画板の平面方向において曲線状に終端する端部を有し、
前記第1の薄肉部の端部における曲線と前記第2の薄肉部のコーナー部を形成する曲線の一部とが同心円の一部として形成されていることを特徴とする密閉型電池。 - 前記第1の薄肉部は、前記区画板の電池外部側に形成されており、
前記第2の薄肉部は、前記区画板の電池内部側に形成されている
請求項1に記載の密閉型電池。 - 前記区画板は、当該密閉型電池のケースに一体形成されている
請求項1又は2に記載の密閉型電池。 - 前記区画板が樹脂板からなる
請求項1〜3のいずれか一項に記載の密閉型電池。 - 開裂により容器内部の圧力を開放させる安全弁であって、
区画板に溝として形成された第1の薄肉部と、該第1の薄肉部の少なくとも対向する二側方に位置する態様で前記区画板に曲線状のコーナー部を有する多角形の環状の溝として形成された第2の薄肉部とをそれぞれ有し、
前記第1の薄肉部と前記第2の薄肉部とは、前記区画板の肉厚方向において、前記第1の薄肉部の肉厚中心位置が前記第2の薄肉部の肉厚中心位置よりも容器の内部側に位置し
、
前記第1の薄肉部は、その全ての部分が前記第2の薄肉部によって囲まれているとともに、前記第2の薄肉部のコーナー部近傍まで延出され、前記区画板の平面方向において曲線状に終端する端部を有し、
前記第1の薄肉部の端部における曲線と前記第2の薄肉部のコーナー部を形成する曲線の一部とが同心円の一部として形成されていることを特徴とする安全弁。
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