JPH06223795A - 密閉電池 - Google Patents
密閉電池Info
- Publication number
- JPH06223795A JPH06223795A JP31A JP18445891A JPH06223795A JP H06223795 A JPH06223795 A JP H06223795A JP 31 A JP31 A JP 31A JP 18445891 A JP18445891 A JP 18445891A JP H06223795 A JPH06223795 A JP H06223795A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- sealed battery
- hole
- organic polymer
- 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.)
- Pending
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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
- H01M50/317—Re-sealable arrangements
- H01M50/325—Re-sealable arrangements comprising deformable valve members, e.g. elastic or flexible valve members
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は密閉電池に関し、復元式排気機構と
漏液防止機構を備えた密閉電池を提供することを目的と
する。 【構成】 本発明の密閉電池は排出孔を有するキャップ
状端子と弁孔を有する封口体とで区画形成された空間内
に、弾性弁体を収納した封口部を備える密閉電池におい
て、その排出孔および弁孔の少なくとも一方に、気体透
過性有機高分子膜を設けたことを特徴とする。
漏液防止機構を備えた密閉電池を提供することを目的と
する。 【構成】 本発明の密閉電池は排出孔を有するキャップ
状端子と弁孔を有する封口体とで区画形成された空間内
に、弾性弁体を収納した封口部を備える密閉電池におい
て、その排出孔および弁孔の少なくとも一方に、気体透
過性有機高分子膜を設けたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、復元式排気機構および
漏液防止機構を備えた密閉電池に関するものである。
漏液防止機構を備えた密閉電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、エレクトロニクスの進歩につれ
て、各種電子機器の主電源およびバックアップ用電源と
して、数多くの種類の電池系、形状および寸法の電池が
開発、実用化されている。特に、高信頼性で、長期間使
用するために、密閉電池が広く使用されている。例え
ば、小型密閉電池は、それらの形状から偏平形（ボタン
形、コイン形の総称）、角形および円筒形の３種類に大
別される。これらのうち、角形および円筒形の小型密閉
電池においては、一方の極性（例えば負極性）の金属製
有底ケース内に電池要素を収納したのち、ケース開口上
縁部を弁孔を有する封口体で密閉し、この封口体上面に
設けられた反対極性（この例では正極性）の排出孔を有
するキャップ状端子内に弾性弁体を圧入して構成される
封口部として復元式排気機構を内蔵させることにより、
電池の信頼性と安全性を確保する方式が多く採用されて
いる。この方式は、限定された容積のキャップ状端子内
に復元式排気機構を内蔵しているので、電池の小型化ま
たは、高容量化に適している。これら角形および円筒形
の小型密閉電池としては、ニッケル・カドミウム系や負
極に水素吸蔵合金を用いるニッケル・水素（金属水素化
物）系などのアルカリ蓄電池に適用される場合が多い。
この種の復元式排気機構を備えた密閉電池は、充電器の
故障による過大充電電流の流入や、転極を伴うような過
放電などにより、電池内圧が異常に上昇した場合、高圧
ガスは、それ自身で弁体を押し上げ封口体の弁孔とキャ
ップ状端子の排気孔を連通させ該弁孔と排気孔を介して
電池外部に排出される。異常使用状態が除去され、か
つ、電池内圧が設定値以下になれば、密閉状態は復元さ
れ、引き続き使用可能な状態となる。
て、各種電子機器の主電源およびバックアップ用電源と
して、数多くの種類の電池系、形状および寸法の電池が
開発、実用化されている。特に、高信頼性で、長期間使
用するために、密閉電池が広く使用されている。例え
ば、小型密閉電池は、それらの形状から偏平形（ボタン
形、コイン形の総称）、角形および円筒形の３種類に大
別される。これらのうち、角形および円筒形の小型密閉
電池においては、一方の極性（例えば負極性）の金属製
有底ケース内に電池要素を収納したのち、ケース開口上
縁部を弁孔を有する封口体で密閉し、この封口体上面に
設けられた反対極性（この例では正極性）の排出孔を有
するキャップ状端子内に弾性弁体を圧入して構成される
封口部として復元式排気機構を内蔵させることにより、
電池の信頼性と安全性を確保する方式が多く採用されて
いる。この方式は、限定された容積のキャップ状端子内
に復元式排気機構を内蔵しているので、電池の小型化ま
たは、高容量化に適している。これら角形および円筒形
の小型密閉電池としては、ニッケル・カドミウム系や負
極に水素吸蔵合金を用いるニッケル・水素（金属水素化
物）系などのアルカリ蓄電池に適用される場合が多い。
この種の復元式排気機構を備えた密閉電池は、充電器の
故障による過大充電電流の流入や、転極を伴うような過
放電などにより、電池内圧が異常に上昇した場合、高圧
ガスは、それ自身で弁体を押し上げ封口体の弁孔とキャ
ップ状端子の排気孔を連通させ該弁孔と排気孔を介して
電池外部に排出される。異常使用状態が除去され、か
つ、電池内圧が設定値以下になれば、密閉状態は復元さ
れ、引き続き使用可能な状態となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の復
元式排気機構を有する密閉電池においては、前記の高圧
ガスが排気孔から排出される際、この高圧ガスに乗っ
て、電解液が同時に排出される危険性があり、安全性の
面で課題がある。逆に電解液が排出されないように電解
液量の上限を制限した設計にした場合、電池特性の寿命
特性を犠牲にしている場合が多く、信頼性が低くなると
いう大きな課題があった。
元式排気機構を有する密閉電池においては、前記の高圧
ガスが排気孔から排出される際、この高圧ガスに乗っ
て、電解液が同時に排出される危険性があり、安全性の
面で課題がある。逆に電解液が排出されないように電解
液量の上限を制限した設計にした場合、電池特性の寿命
特性を犠牲にしている場合が多く、信頼性が低くなると
いう大きな課題があった。
【０００４】本発明はこれらの課題を解決し、復元式排
気機構と漏液防止機構とを併せ持つ密閉電池を提供する
ことを目的とする。
気機構と漏液防止機構とを併せ持つ密閉電池を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明における密閉電池は排出孔を有するキャップ状
端子と弁孔を有する封口体とで区画された空間内に、弾
性弁体を収納した封口部を備える密閉電池において、そ
の排出孔および弁孔の少なくとも一方に、気体透過性有
機高分子膜を設けたことを特徴とする。
の本発明における密閉電池は排出孔を有するキャップ状
端子と弁孔を有する封口体とで区画された空間内に、弾
性弁体を収納した封口部を備える密閉電池において、そ
の排出孔および弁孔の少なくとも一方に、気体透過性有
機高分子膜を設けたことを特徴とする。
【０００６】また、前記有機高分子膜は、ポリテトラフ
ルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリ
プロピレン等のオレフィン系樹脂、或いは６−ナイロン
等のポリアミド系樹脂からなる有機高分子膜が好まし
い。
ルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリ
プロピレン等のオレフィン系樹脂、或いは６−ナイロン
等のポリアミド系樹脂からなる有機高分子膜が好まし
い。
【０００７】また、例えばポリテトラフルオロエチレン
やポリプロピレン膜の場合は、孔径がそれぞれ０．５〜
５ｕｍ，０．１〜２ｕｍの範囲で、膜厚がそれぞれ０．
０５〜２ｍｍ，０．００２〜１ｍｍの範囲のものが好ま
しい。
やポリプロピレン膜の場合は、孔径がそれぞれ０．５〜
５ｕｍ，０．１〜２ｕｍの範囲で、膜厚がそれぞれ０．
０５〜２ｍｍ，０．００２〜１ｍｍの範囲のものが好ま
しい。
【０００８】
【作用】本発明における気体透過性有機高分子膜は分子
径の非常に小さい酸素や水素等の気体を通過させるが、
逆に、上記膜は水素接触角が大きいため毛管現象が生じ
にくく、高い撥水性を有しており、さらには、孔径が非
常に小さくかつ、孔がランダムに膜中にある為、分子径
の大きい液体である電解液は通過させない。気体透過性
有機高分子膜を封口体の排出孔および弁孔の少なくとも
一方に貼着あるいはかしめる等して設けることにより、
弁体作動時に、電解液は排出されず、高圧ガスのみ排出
させることができる。
径の非常に小さい酸素や水素等の気体を通過させるが、
逆に、上記膜は水素接触角が大きいため毛管現象が生じ
にくく、高い撥水性を有しており、さらには、孔径が非
常に小さくかつ、孔がランダムに膜中にある為、分子径
の大きい液体である電解液は通過させない。気体透過性
有機高分子膜を封口体の排出孔および弁孔の少なくとも
一方に貼着あるいはかしめる等して設けることにより、
弁体作動時に、電解液は排出されず、高圧ガスのみ排出
させることができる。
【０００９】
【実施例】以下本発明の実施例を図１並びに図２を参照
して説明する。
して説明する。
【００１０】図１は、本発明による円筒形密閉電池の一
例を示すもので、電池ケース１の開口上縁部１ａにガス
ケット２を介して、排出孔３を有するキャップ状端子４
と、弁孔５を有する封口体６とで区画形成される空間７
内に弾性弁体８を収容した封口部９を備えるもので、気
体透過性有機高分子膜１０を図中実線で示したように排
出孔３に設けるか、或いは図中仮想線で示したように弁
孔５に設けるようにした。
例を示すもので、電池ケース１の開口上縁部１ａにガス
ケット２を介して、排出孔３を有するキャップ状端子４
と、弁孔５を有する封口体６とで区画形成される空間７
内に弾性弁体８を収容した封口部９を備えるもので、気
体透過性有機高分子膜１０を図中実線で示したように排
出孔３に設けるか、或いは図中仮想線で示したように弁
孔５に設けるようにした。
【００１１】また、図２は、本発明による角形密閉電池
の一例の特に封口部１９を示すもので、電池ケースの蓋
板１１の開口１１ａに、ガスケット１２を介して、排出
孔１３を有するキャップ状端子１４と、弁孔１５を有す
るリベット状封口体１６とで区画形成された空間１７内
に、弾性弁体１８を収容した封口部１９を備えるもの
で、気体透過性有機高分子膜２０を図中実線で示したよ
うに排出孔１３に設けるか、或いは図中仮想線で示した
ように弁孔１５に設けるようにした。尚、図中２１は座
金を示す。
の一例の特に封口部１９を示すもので、電池ケースの蓋
板１１の開口１１ａに、ガスケット１２を介して、排出
孔１３を有するキャップ状端子１４と、弁孔１５を有す
るリベット状封口体１６とで区画形成された空間１７内
に、弾性弁体１８を収容した封口部１９を備えるもの
で、気体透過性有機高分子膜２０を図中実線で示したよ
うに排出孔１３に設けるか、或いは図中仮想線で示した
ように弁孔１５に設けるようにした。尚、図中２１は座
金を示す。
【００１２】次に、図１に示される円筒形密閉電池にお
ける、気体透過性有機高分子膜の材質、孔径、厚みと電
解液量を表１に示す構成にした場合の漏液発生率と寿命
の関係を表１に示す。尚、表１には気体透過性有機高分
子膜を備えないこと以外は図１に示される円筒形密閉電
池と同様の構成とした従来例についても同様に併せ示し
た。
ける、気体透過性有機高分子膜の材質、孔径、厚みと電
解液量を表１に示す構成にした場合の漏液発生率と寿命
の関係を表１に示す。尚、表１には気体透過性有機高分
子膜を備えないこと以外は図１に示される円筒形密閉電
池と同様の構成とした従来例についても同様に併せ示し
た。
【００１３】孔径は、膜表面を走査型電子顕微鏡で２０
００倍で撮り、測定点５０箇所の平均を求め、厚みは、
ダイヤルシックネスゲージ（測定圧１．４Ｎ）にて測定
した。
００倍で撮り、測定点５０箇所の平均を求め、厚みは、
ダイヤルシックネスゲージ（測定圧１．４Ｎ）にて測定
した。
【００１４】漏液評価は、０℃の雰囲気下で１Ｃ（電池
の公称容量を表す数値）電流、１００％充電後、１Ｃ１
０分間充電、１０分間休止を１０回繰り返し、封口部の
排出孔にフェノールフタレイン液をつけて変色の有無を
みた。また寿命評価は、１Ｃ電流での充放電を繰り返
し、初期容量の６０％になるときのサイクル数をみた。
の公称容量を表す数値）電流、１００％充電後、１Ｃ１
０分間充電、１０分間休止を１０回繰り返し、封口部の
排出孔にフェノールフタレイン液をつけて変色の有無を
みた。また寿命評価は、１Ｃ電流での充放電を繰り返
し、初期容量の６０％になるときのサイクル数をみた。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１から明らかなように、本発明による円
筒型密閉電池の漏液発生率は皆無であり、かつ、寿命を
従来の２倍にすることができた。従来品においては、高
温下で保存後低温での高率再充電を繰り返すと、漏液発
生する場合があるため、やむなく電解液量の上限を制限
したため、寿命が短かったが、本発明品においては、そ
のような不具合は解消される。
筒型密閉電池の漏液発生率は皆無であり、かつ、寿命を
従来の２倍にすることができた。従来品においては、高
温下で保存後低温での高率再充電を繰り返すと、漏液発
生する場合があるため、やむなく電解液量の上限を制限
したため、寿命が短かったが、本発明品においては、そ
のような不具合は解消される。
【００１７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、封
口部に気体透過性有機高分子膜を設けることにより、長
寿命、高信頼性の密閉電池を提供することが可能にな
る。なお、以上はアルカリ蓄電池についてだけ説明した
が、復元式排気機構を内蔵するキャップ状端子を備える
密閉電池であれば、電池系で制限されることはない。例
えば、有機電解液を用い、再充電可能ないわゆるリチウ
ム二次電池にも適用可能であることはいうまでもない。
口部に気体透過性有機高分子膜を設けることにより、長
寿命、高信頼性の密閉電池を提供することが可能にな
る。なお、以上はアルカリ蓄電池についてだけ説明した
が、復元式排気機構を内蔵するキャップ状端子を備える
密閉電池であれば、電池系で制限されることはない。例
えば、有機電解液を用い、再充電可能ないわゆるリチウ
ム二次電池にも適用可能であることはいうまでもない。
【図１】本発明による円筒形密閉電池の一例の断面図
【図２】本発明による角形密閉電池の一例の封口部を示
す断面図
す断面図
３ 排出孔 ４ キャップ状端子 ５ 弁孔 ６ 封口体 ７ 空間 ８ 弾性弁体 ９ 封口部 １０ 気体透過性有機高分子膜 １３ 排出孔 １４ キャップ状端子 １５ 弁孔 １６ 封口体 １７ 空間 １８ 弾性弁体 １９ 封口部 ２０ 気体透過性有機高分子膜
Claims (2)
- 【請求項１】 排出孔を有するキャップ状端子と弁孔を
有する封口体とで区画形成された空間内に、弾性弁体を
収納した封口部を備える密閉電池において、その排出孔
および弁孔の少なくとも一方に、気体透過性有機高分子
膜を設けたことを特徴とする密閉電池。 - 【請求項２】 前記有機高分子膜が、ポリテトラフルオ
ロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のオレフィン系樹脂、或いは６−ナイロン等の
ポリアミド系樹脂からなる有機高分子膜である請求項１
の密閉電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31A JPH06223795A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 密閉電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31A JPH06223795A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 密閉電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06223795A true JPH06223795A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=16153507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31A Pending JPH06223795A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 密閉電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06223795A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970004137A (ko) * | 1995-06-29 | 1997-01-29 | 김광호 | 니켈아연 2차전지 및 그 제조방법 |
| JP2011222137A (ja) * | 2010-04-02 | 2011-11-04 | Toshiba Shomei Precision Kk | 密閉型電池用の封口装置、及び密閉型電池 |
-
1991
- 1991-07-24 JP JP31A patent/JPH06223795A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970004137A (ko) * | 1995-06-29 | 1997-01-29 | 김광호 | 니켈아연 2차전지 및 그 제조방법 |
| JP2011222137A (ja) * | 2010-04-02 | 2011-11-04 | Toshiba Shomei Precision Kk | 密閉型電池用の封口装置、及び密閉型電池 |
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