JPH11204093A - ラプチャー板およびその製造方法 - Google Patents
ラプチャー板およびその製造方法Info
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Abstract
およびその製造方法により製造されたラプチャー板を提
供することにある。 【解決手段】 板材2に少なくとも二工程以上のプレス
加工を行い、環状の溝部4をその深さを段階的に深くし
ながら設けて薄肉部3を形成し、密閉型電池の安全構造
を構成するラプチャー板1を製造する。
Description
構造を構成するラプチャー板およびその製造方法に関す
る。
入したものであり、例えば、乾電池がよく知られた態様
である。ここでいう発電要素とは、発電、充放電を行な
うための電池の電気化学的な要素である。密閉型電池に
おいては、その構造上、内部に異常な温度上昇、流体の
膨張などが発生すると、内部の圧力が異常に上昇し、つ
いには爆発に至る事態が考えられる。そのため、従来よ
り密閉型電池には、内部の高圧となったガス等を外部に
逃がして、このような事態を回避するための安全構造が
設けられている。
造の代表的な例を示す図であり、断面で示している。同
図に示す例では、電池缶37の開口が封止部31で密封
されている。同図では、ガスケット38、リング状の絶
縁板39にのみハッチングを施している。封止部31
は、金属製の電池蓋32、ラプチャー板34、接続板3
3を有しており、これらは内部の発電要素Eに電気的に
接続されている。電池蓋32には貫通孔32aが設けら
れているので、ラプチャー板34が電池内部の圧力と外
部の圧力とを仕切る隔壁となっている。接続板33は、
中央部分に凸部を有した形状のものであり、凸部の頂点
においてラプチャー板34に溶接されて接続している。
凸部の頂点の周囲には貫通孔33aが設けられている。
ラプチャー板34には、ラプチャー板34の一方の面に
溝部を設けて形成した薄肉部Wが、環状の曲線を描くよ
うに設けられている。リング状の絶縁板39は、接続板
33とラプチャー板34とを周縁部において絶縁してい
る。
って電池内部の圧力が上昇すると、ラプチャー板34が
持ち上がり、ラプチャー板34と接続板33とを接続す
る溶接が剥がれて電池内部の電流が遮断される。なお、
この段階においては、ラプチャー板34は破壊されてお
らず、隔壁としての機能を未だ果たしている。次に、さ
らに圧力が上昇すると、薄肉部Wが破断し、内部の高圧
流体を外部へ開放して電池缶が破裂するのを回避する。
このようにラプチャー板34は、密閉型電池の安全を図
る上で重要な役目を果たしている。また、破断圧力の値
は、薄肉部Wの厚みで決定される。
ラプチャー板を構成する板材にプレス加工によって環状
の溝部を設けることで形成される。薄肉部は、通常一工
程のプレス加工により所望の厚みに形成される。
り所望の厚みの薄肉部を形成する場合においては、プレ
スの際に板材の薄肉部を形成すべき部位に生じる応力集
中により、薄肉部の厚みがばらつき、ラプチャー板の歩
留りが悪くなるという問題が生じている。
りを向上し得るラプチャー板の製造方法およびその製造
方法により製造されたラプチャー板を提供することにあ
る。
製造方法は、次の特徴を有するものである。 (1) 密閉型電池の安全構造を構成し、且つ、密閉型
電池の内部圧力の上昇により破断する環状の薄肉部を有
するラプチャー板の製造方法であって、当該ラプチャー
板を構成する板材に、少なくとも二工程以上のプレス加
工を行って、環状の溝部をその深さを段階的に深くしな
がら設け、薄肉部を形成する工程を少なくとも有するこ
とを特徴とするラプチャー板の製造方法。
を有するものである。 (2) 上記(1)記載の製造方法により製造されたラ
プチャー板であって、上記溝部が非連続的に幅が狭くな
る部位を有するものであることを特徴とするラプチャー
板。
工程以上のプレス加工によって溝部を設けて薄肉部を形
成している。このため、従来のように一工程のみしか行
わない場合に比べて、プレスの際に板材に生じる応力を
小さくでき、又応力が狭い範囲に集中するのを抑制でき
る。従って、ラプチャー板間の薄肉部の厚みのバラツキ
を抑制でき、ラプチャー板の歩留りを向上させることが
できる。
説明する。図1は、本発明のラプチャー板及びその製造
方法の一例を示す図であり、断面で示している。図1の
例に示すように、本発明のラプチャー板の製造方法は、
ラプチャー板1を構成する板材2に、少なくとも二工程
以上のプレス加工を行い、環状の溝部4をその深さを段
階的に深くしながら設け、薄肉部3を形成する工程を少
なくとも有している。
れている。溝部4は、一工程目のプレスで設けられた第
一の溝部4aと、二工程目のプレス加工で設けられた第
二の溝部4bとで構成されている。この溝部4によって
板材の一部の厚みは減少されており、厚みが減少された
部分が薄肉部3となっている。また、このようにプレス
加工は二工程で行われているため、各工程で生じる応力
は、一工程のみで薄肉部を形成する場合に比べて小さく
なっている。
方法により製造されたラプチャー板1においては、溝部
4は非連続的に幅が狭くなる部位5を有している。同図
の例では、溝部4の断面形状は階段状となっている。
示す図であり、断面で示している。図2の例に示すよう
に、溝部24も図1の例と同様に非連続的に幅が狭くな
る部位25を有している。図2の例では、溝部24は三
工程のプレス加工により設けられている。溝部の断面形
状は階段状となっており、幅は二段階に狭くなってい
る。図1の例と同様に、溝部24によって板材2の一部
の厚みは減少されており、厚みが減少された部分が薄肉
部23となっている。なお、各工程で生じる応力は、一
工程のみで薄肉部を形成する場合だけでなく、図1の例
に比べても更に小さいものとなっている。
すように、電池缶の開口に取り付けられ、密閉型電池の
内部の圧力と外部の圧力とを仕切る隔壁となるものであ
る。ラプチャー板は、通常その周縁部において電池蓋と
電気的に接続される。ラプチャー板は薄肉部で囲まれた
部分の電池内部側の面において、発電要素にも電気的に
接続される。
は、導電性材料であれば良いが、有機電解液に対する耐
食性に優れたものが好ましい。具体的には、アルミニウ
ム合金、導電性プラスチック、プラスチックにアルミニ
ウム等の導電性材料を鍍金(塗布)したもの等が挙げら
れる。ラプチャー板を構成する板材の厚みは、密閉型電
池の容量、電圧、用途等に応じて適宜設定すれば良い
が、0.2mm〜0.4mm程度とするのが好ましい。
2に示すようにプレス加工で設けられた環状の溝部で形
成される。なお、本明細書でいう「環状」とは、薄肉部
及びそれを形成する溝部が、上記板材の面上において環
状の線を描いていることをいう。また、「環状」は完全
に閉じた閉曲線のような状態に限らず、「C字形」のよ
うに一部において途切れたものでも良い。好ましく破断
を生じさせる点では、薄肉部及びそれを形成する溝部は
環状の曲線を描いているのが好ましい。
的に深くされながら設けられたものであれば良く、その
形状等は特に限定されるものではない。但し、より応力
を分散させられる形状として、溝部は、図1、2に示よ
うに非連続的に幅が狭くなった部位を有するものである
のが好ましい。
ラプチャー板を構成する板材の材料に応じて適宜決めれ
ば良い。例えば、密閉型電池がイオンリチウム二次電池
であって、破断圧力を15kgf/cm2 〜25kgf
/cm2 、ラプチャー板を構成する板材の材料をアルミ
ニウム合金とするならば、薄肉部は厚みが0.020m
m〜0.050mm、幅が0.1mm〜0.5mmに設
定されているのが好ましい。
上)、一工程毎の溝部の深さの増分、プレス荷重等の条
件は、ラプチャー板を構成する板材の材料や種類、形成
する薄肉部の厚みなどに応じて適宜設定すれば良く、特
に限定されるものではない。例えば、ラプチャー板を構
成する板材の材料がアルミニウム合金であって、板材の
厚みが0.2mm〜0.4mm、形成する薄肉部の厚み
が0.020mm〜0.050mmの場合においては、
次のように条件を設定する。工程数については2回〜4
回、好ましくは2回〜3回に設定する。一工程毎の溝部
の深さの増分については0.05mm〜0.2mm、好
ましくは0.05mm〜0.15mmに設定する。
ス機により行っても良いし、複数台のプレス機により工
程毎に行っても良い。また、トランスファプレスによ
り、薄肉部だけでなくラプチャー板の外形をも含めて自
動的に加工しても良い。
電池の安全構造に対して有用であるが、ノート型パソコ
ン、携帯電話、携帯ビデオカメラ等の充電可能な電源と
して使用される高容量リチウムイオン二次電池の安全構
造に特に有用である。本発明のラプチャー板は、一般的
な円筒型(ボタン型を含む)の密閉型電池の安全構造だ
けでなく、角型など任意の形状の電池の安全構造にも有
用である。
の圧力が、設定された破断圧力まで上昇したときに破断
する。電池内部の圧力が上昇する場合としては、例え
ば、外部温度の上昇など電池外部の環境変化、充放電に
関する外部の回路異常によって発生する過電流・過電圧
・外部短絡、内部短絡・電解液反応など電池内部の環境
変化、打撃・貫通などの外的破壊行為、などにより電池
内部が異常昇温し、電解液の蒸発や気体の熱膨張が生じ
た場合が挙げられる。
す。 実施例 実際に、図1に示す製造方法により、同図に示すラプチ
ャー板の製造を行なった。
径φ14.4mm、厚み0.3mm、材料A1050の
円盤状の板材を使用した。プレス加工は図1に示したよ
うに二工程とした。一工程毎の溝部の深さの増分は、一
工程目においては0.2mmとし、二工程目においては
0.07mmとして、最終的に溝部の深さが0.27m
m、薄肉部の厚みが0.03mmとなるように設定し
た。なお、溝部の幅は0.3mmとし、溝部は外径φ
5.5mmの円を描くものとした。ラプチャー板は20
枚作製した。
18mmの円筒型リチウムイオン二次電池の安全構造と
して取り付けた。次に、各リチウムイオン二次電池に対
して、外部環境の温度を上昇させて電池内部の圧力を上
昇させた。結果、各ラプチャー板の破断圧力は22kg
f/cm2 〜23kgf/cm2の範囲内にあった。
して、ラプチャー板を作製し、これを密閉型電池の安全
構造として取付け、電池内部の圧力を上昇させた。結
果、各ラプチャー板の破断圧力は20kgf/cm2 〜
24kgf/cm 2 の範囲内にあった。
圧力のバラツキは小さくなっており、このことから本発
明の製造方法によればラプチャー板の歩留りを向上させ
ることができるといえる。
部の厚みのバラツキを抑制することができ、ラプチャー
板の歩留りを向上させることができる。更に、電池の安
全構造に使用した場合に電池間の破断圧力の個体差を小
さくでき、安定した品質の密閉型電池を提供できる。
例を示す図である。
る。
例を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 密閉型電池の安全構造を構成し、且つ、
密閉型電池の内部圧力の上昇により破断する環状の薄肉
部を有する、ラプチャー板の製造方法であって、 当該ラプチャー板を構成する板材に、少なくとも二工程
以上のプレス加工を行って、環状の溝部をその深さを段
階的に深くしながら設け、薄肉部を形成する工程を少な
くとも有することを特徴とするラプチャー板の製造方
法。 - 【請求項2】 上記請求項1記載の製造方法により製造
されたラプチャー板であって、上記溝部が非連続的に幅
が狭くなる部位を有するものであることを特徴とするラ
プチャー板。
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- 1998-01-12 JP JP00409598A patent/JP3771366B2/ja not_active Expired - Fee Related
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