JPH10125304A - 密閉型電池 - Google Patents

密閉型電池

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Publication number
JPH10125304A
JPH10125304A JP8278386A JP27838696A JPH10125304A JP H10125304 A JPH10125304 A JP H10125304A JP 8278386 A JP8278386 A JP 8278386A JP 27838696 A JP27838696 A JP 27838696A JP H10125304 A JPH10125304 A JP H10125304A
Authority
JP
Japan
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plate
battery
shape memory
memory alloy
valve
Prior art date
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Pending
Application number
JP8278386A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Kuroda
章 黒田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度上昇を伴う異常時に作動する優れた安全
装置を持ち、且つ、生産性が良い封口体で電池ケースの
開口部を密閉している密閉型電池を提供することにあ
る。 【解決手段】 略中心部に弁孔3を有する蓋板2と、弁
孔3を閉鎖するように蓋板2の略中心部に固着する弁板
1と、ガス抜き孔9を有し且つ蓋板2の上方に位置する
端子板7と、蓋板2と端子板7との間を絶縁する絶縁体
5と、蓋板2の周辺部の上方に位置し、且つ、一端が蓋
板2の周辺部と絶縁体5とで挟持されると共に他端が端
子板7と接触する形状記憶合金板4とで構成され、所定
温度以上で形状記憶合金板4が変形して形状記憶合金板
4の他端が端子板7から離れる封口体を備え、この封口
体で電池ケース8の開口部を密閉していることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、温度上昇を伴う異常時
に作動する安全装置を持つ封口体で電池ケースの開口部
を密閉している密閉型電池に関し、詳しくは、その封口
体に関する。
【0002】
【従来の技術】温度上昇を伴う異常時に作動する安全装
置を持つ従来の封口体としては、例えば、実開平4−4
6359号公報に記載されているものがある。この公報
に記載されている封口体は、蓋板と端子板との電気接続
を、PTC素子(正温度係数素子)を介しての接触でな
している。そして、PTC素子は、温度上昇を伴う異常
時に、素子の抵抗値を増大して、電流抑制素子として作
動する。しかし、電流を抑制するだけで、電流を完全に
は遮断できないPTC素子では、不安全であるという問
題がある。
【0003】これに対して、実開昭62−5564号公
報に記載されている封口体では、温度上昇を伴う異常時
に、形状記憶合金が変形して、電流を完全に遮断するこ
とができる。しかしながら、蓋板と端子板との電気接続
を、スプリング状の形状記憶合金の一端を端子板に溶接
して、この形状記憶合金の他端をスプリングの弾性力で
蓋板に接触させることで行っているので、この封口体で
は、溶接工程が不可欠である。それで、この封口体に
は、溶接工程が存在するために製造工程が煩雑になり生
産性が非常に悪いという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、温度上昇を
伴う異常時に作動する優れた安全装置を持ち、且つ、生
産性が良い封口体で電池ケースの開口部を密閉している
密閉型電池を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、略中心部に弁
孔を有する蓋板と、弁孔を閉鎖するように蓋板の略中心
部に固着する弁板と、ガス抜き孔を有し且つ蓋板の上方
に位置する端子板と、蓋板と端子板との間を絶縁する絶
縁体と、蓋板の周辺部の上方に位置し、且つ、一端が蓋
板の周辺部と絶縁体とで挟持されると共に他端が端子板
と接触する形状記憶合金板とで構成され、所定温度以上
で形状記憶合金板が変形して形状記憶合金板の他端が端
子板から離れる封口体を備え、この封口体で電池ケース
の開口部を密閉していることを特徴とする。
【0006】そして、前記封口体が蓋板の略中心部と端
子板とで挟持されている樹脂体を持ち、この樹脂体は弁
孔とガス抜き孔とを連通するガイド孔を有し、このガイ
ド孔と形状記憶合金板とは樹脂体によって隔離されてい
ると好ましい。
【0007】
【作用】まず、本発明の電池の封口体が、温度上昇を伴
う異常時に作動する優れた安全装置を持っていることに
ついて言及する。
【0008】本発明の電池の封口体は、安全装置とし
て、電流遮断方式と弁方式の2種類のものを持ってい
る。
【0009】そして、電流遮断方式とは、蓋板と端子板
との電気接続を、蓋板の周辺部の上方に位置する形状記
憶合金板の一端が蓋板の周辺部と絶縁体とで挟持されて
いることと、その形状記憶合金板の他端が端子板と接触
していることとでなし、温度上昇を伴う異常時に、その
形状記憶合金板が変形して端子板から離れることによ
り、蓋板と端子板との電気的接続が遮断されるものであ
る。因に、この電流遮断方式では、PTC素子を用いた
場合のような、電流を完全に遮断できないという問題が
生じない。
【0010】一方、弁方式とは、電池の内部と電池の外
部との連通の閉鎖、つまり、蓋板の略中心部に存在する
弁孔の閉鎖を、その弁孔を閉鎖するように蓋板の略中心
部に弁板を固着させることでなし、電池の温度が上昇し
て電池の内部の圧力が所定値以上になった時に、その弁
板の破損又は蓋板からの剥離により弁孔が開放されて、
電池の内部と電池の外部とが連通することにより、電池
の内部の圧力が解放されるものである。
【0011】尚、本発明の電池の封口体は、電流遮断方
式を蓋板の周辺部の上方部で構成し、弁方式を蓋板の略
中心部で構成することで、電流遮断方式と弁方式とを両
立させている。
【0012】以上のことから、本発明の電池の封口体
は、温度上昇を伴う異常時に作動する優れた安全装置を
持っていると言える。
【0013】因に、本発明の電池の封口体が蓋板の略中
心部と端子板とで挟持されている樹脂体を持ち、この樹
脂体は弁孔とガス抜き孔とを連通するガイド孔を有し、
このガイド孔と形状記憶合金板とは樹脂体によって隔離
されていると好ましい理由は、以下の通りである。
【0014】形状記憶合金板が変形して端子板から離れ
る時、スパークが発生することがある。又、弁孔の開放
時、電池ケースの中のガスや電解液がその弁孔から封口
体の中に排出される。それで、この排出されるガスや電
解液が可燃性で、弁孔が開放してその可燃性のガスや電
解液が、端子板の形状記憶合金板との接点付近に存在し
ている時に、そのスパークが発生すると、電池が発火す
る可能性がある。しかし、弁孔とガス抜き孔とを連通す
るガイド孔を有し、弁孔と形状記憶合金板とを隔離する
樹脂体があると、弁孔が開放されても、その可燃性のガ
スや電解液は、弁孔からガス抜き孔へ誘導されて、端子
板の形状記憶合金板との接点付近に存在することがない
ので、そのスパークによる電池の発火がない。
【0015】そして、その樹脂体と蓋板との間に弁板が
ある構成とし、その樹脂体を、以下のように機能させる
こともできる。
【0016】弁板が金属薄板と熱溶融固着性フィルムと
をラミネートした熱溶融固着性薄膜で、その熱溶融固着
性フィルムを蓋板に熱溶融固着することによって弁孔を
閉鎖した場合、電池を高温下で保存すると、熱溶融固着
性フィルムが溶融して弁板の蓋板との固着性が低下す
る。それで、弁板を金属薄板と熱溶融固着性フィルムと
をラミネートした熱溶融固着性薄膜とする場合には、蓋
板の略中心部と端子板とで挟持されている樹脂体を、弁
板の蓋板との固着部を蓋板に押圧するように構成するこ
とにより、電池の高温保存による弁板の蓋板との固着性
の低下を防止することができる。
【0017】次に、本発明の電池の封口体が、生産性の
良いものであることについて言及する。
【0018】本発明の電池の封口体は、蓋板と端子板と
の電気接続を、蓋板の周辺部の上方に位置する形状記憶
合金板の一端が蓋板の周辺部と絶縁体とで挟持されてい
ることと、その形状記憶合金板の他端が端子板と接触し
ていることとでなしている。これによって、本発明の電
池の封口体は、弁板が固着している蓋板、形状記憶合金
板、絶縁体、及び、端子板を、この順に積み重ねる方法
で製造できる。それで、本発明の電池の封口体では、溶
接工程が存在するために製造工程が煩雑になり生産性が
非常に悪いという前記のような問題が生じない。
【0019】以上のことから、本発明の電池の封口体
は、生産性の良いものであると言える。
【0020】尚、封口体が蓋板の略中心部と端子板とで
挟持されている樹脂体を持っている場合であっても、こ
の樹脂体の付加によって溶接工程が付加されるわけでな
く、樹脂体を端子板に組み込み、弁板が固着している蓋
板、形状記憶合金板、絶縁体、及び、樹脂体が組み込ま
れている端子板をこの順に積み重ねる方法で封口体は製
造できるので、本発明の電池の封口体は生産性の良いも
のであると言える。
【0021】
【実施例】以下に、本発明の密閉型電池の実施例を、円
筒スパイラル型電池で、図面に基づいて説明する。但
し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化す
るもので、本発明を限定するものではない。
【0022】尚、図1は、本発明に係る密閉型電池の概
略構造断面図であり、図2は、図1の封口体の分解概略
構造断面図である。
【0023】〔封口体の作製〕厚み20μmのアルミニ
ウム薄板と、厚み40μmの熱溶融固着性ポリエチレン
フィルムとをラミネートした熱溶融固着性薄膜である弁
板1を、ステンレス鋼製の蓋板2の内底面に、弁孔3と
この弁孔3の付近とを覆うように、且つ、熱溶融固着性
ポリエチレンフィルムが蓋板2に接するように配し、1
40℃×10秒間のホットプレスで、弁板1を蓋板2に
熱溶融固着した。尚、弁板1は、弁孔3に対向する部分
を除いた全面が蓋板2に固着している。因に、電池の内
部の圧力が所定値以上になると、弁板1の破損又は蓋板
2からの剥離によって弁孔3が開放されて、電池の内部
の圧力が解放される。
【0024】次に、図2に示すように、蓋板2の上に、
リング状の形状記憶合金板4、ポリプロピレン製の絶縁
体5、樹脂体6が組み込まれているステンレス鋼製の端
子板7を積み重ねた。
【0025】そして、図1に示すように、蓋板2の周縁
部を、所定温度で変形するように記憶処理した形状記憶
合金板4、絶縁体5、及び、端子板7にカシメ付けて、
封口体を作製した。
【0026】尚、蓋板2と端子板7との電気接続は、形
状記憶合金板4における一端(リングの外周側)の蓋板
2における周辺部との接触と、形状記憶合金板4におけ
る他端(リングの内周側)の端子板7との接触とでなし
ている。そして、絶縁体5は、蓋板2及び形状記憶合金
板4の一端と端子板7とを電気的に絶縁している。それ
で、密閉型電池の温度が所定値以上になると、形状記憶
合金板4の変形(図1、図2の形状記憶合金板4が点線
の形状になる変形)によって、形状記憶合金板4の他端
と端子板7との電気接続が遮断される。
【0027】又、樹脂体6は、蓋板2の略中心部と端子
板7とで挟持されている。そして、樹脂体6は、弁孔3
とガス抜き孔9とを連通するガイド孔10を有し、弁孔
3と形状記憶合金板4とを隔離している。更に、樹脂体
6は、弁板1の蓋板2との固着部を蓋板2に押圧してい
る。それで、前記作用の欄で述べたように、樹脂体6
は、形状記憶合金板4が変形して端子板7から離れる時
のスパークによる電池の発火と、電池を高温下で保存し
た時における弁板1の蓋板2との固着性の低下とを防止
する。
【0028】〔集電板付正極の作製〕活物質としての二
酸化マンガン、導電材としての黒鉛、結着材としてのフ
ッ素樹脂、及び、水を所定の割合で混合して、適度な粘
性を有する正極合剤を作製した。
【0029】この正極合剤を、ステンレス製のエキスパ
ンドメタルにコーティングし、ローラで圧延して、正極
圧延板を作製した。
【0030】この正極圧延板を、所定の大きさに切断
し、乾燥処理して、正極を作製した。
【0031】この正極の合剤層の一部分を剥離すること
により、エキスパンドメタルを露出させた。
【0032】この露出の部分にステンレス薄板からなる
集電板11をスポット溶接して、集電板付正極12を作
製した。
【0033】〔集電板付負極の作製〕金属リチウム板を
所定の大きさに切断して、負極を作製した。
【0034】この負極の一部分にニッケル薄板からなる
集電板13を圧着して、集電板付負極14を作製した。
【0035】〔スパイラル状電極体の作製〕前記集電板
付正極12と前記集電板付負極14とを、セパレータ1
5を介しながらスパイラル状にして、スパイラル状電極
体を作製した。
【0036】〔電解液の作製〕プロピレンカーボネート
と、1,2−ジメトキシエタンとからなる溶媒に、過塩
素酸リチウムを溶解して、電解液を作製した。
【0037】〔密閉型電池の作製〕前記スパイラル状電
極体、電池ケース開口側絶縁板16、及び、電池ケース
底側絶縁板17を、電池ケース8に挿入した。
【0038】次に、電池ケース8の開口部付近に嵌合用
溝18を形成し、この嵌合用溝18に絶縁ガスケット1
9を当てがった。
【0039】そして、負極側の集電板13を電池ケース
8の底にスポット溶接し、正極側の集電板11を前記封
口体の蓋板2にスポット溶接した。
【0040】それから、電池ケース8に前記電解液を注
入し、この電解液を電極等に充分に浸透させた。
【0041】その後、電池ケース8の開口部付近を前記
封口体にカシメ付けて、密閉型電池を作製した。
【0042】
【発明の効果】本発明の電池の封口体は、温度上昇を伴
う異常時に作動する安全装置として、電流遮断方式と弁
方式の2種類のものを持っている。そして、本発明の電
池の封口体は、電流遮断方式を蓋板の周辺部の上方部で
構成し、弁方式を蓋板の略中心部で構成することで、電
流遮断方式と弁方式とを両立させている。
【0043】又、本発明の電池の封口体は、蓋板と端子
板との電気接続を、蓋板の周辺部の上方に位置する形状
記憶合金板の一端が蓋板の周辺部と絶縁体とで挟持され
ていることと、その形状記憶合金板の他端が端子板と接
触していることとでなしている。これによって、本発明
の電池の封口体は、弁板が固着している蓋板、形状記憶
合金板、絶縁体、及び、端子板を、この順に積み重ねる
方法で製造できる。
【0044】よって、本発明を実施することにより、温
度上昇を伴う異常時に作動する優れた安全装置を持ち、
且つ、生産性が良い封口体で電池ケースの開口部を密閉
している密閉型電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る密閉型電池の概略構造断面図
【図2】図1の封口体の分解概略構造断面図
【符号の説明】
1・・弁板 2・・蓋板 3・・弁孔 4・・形状記憶合金板 5・・絶縁体 6・・樹脂体 7・・端子板 8・・電池ケース 9・・ガス抜き孔 10・・ガイド孔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 略中心部に弁孔を有する蓋板と、 前記弁孔を閉鎖するように前記蓋板の略中心部に固着す
    る弁板と、 ガス抜き孔を有し且つ前記蓋板の上方に位置する端子板
    と、 前記蓋板と前記端子板との間を絶縁する絶縁体と、 前記蓋板の周辺部の上方に位置し、且つ、一端が前記蓋
    板の周辺部と前記絶縁体とで挟持されると共に他端が前
    記端子板と接触する形状記憶合金板とで構成され、 所定温度以上で前記形状記憶合金板が変形して前記形状
    記憶合金板の他端が前記端子板から離れる封口体を備
    え、 この封口体で電池ケースの開口部を密閉していることを
    特徴とする密閉型電池。
  2. 【請求項2】 前記封口体が前記蓋板の略中心部と前記
    端子板とで挟持されている樹脂体を持ち、 この樹脂体は前記弁孔と前記ガス抜き孔とを連通するガ
    イド孔を有し、 このガイド孔と前記形状記憶合金板とは前記樹脂体によ
    って隔離されていることを特徴とする請求項1に記載の
    密閉型電池。
JP8278386A 1996-10-21 1996-10-21 密閉型電池 Pending JPH10125304A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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