JPH1173934A - Safety valve for sealed battery - Google Patents

Safety valve for sealed battery

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JPH1173934A
JPH1173934A JP9236194A JP23619497A JPH1173934A JP H1173934 A JPH1173934 A JP H1173934A JP 9236194 A JP9236194 A JP 9236194A JP 23619497 A JP23619497 A JP 23619497A JP H1173934 A JPH1173934 A JP H1173934A
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JP
Japan
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metal
safety valve
plate
thickness
steel plate
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JP9236194A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Nakada
裕之 中田
Chihiro Murata
千洋 村田
Shiyuuichi Arae
修一 荒栄
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FDK Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable safety valve for battery which is superior in sealing property at normal times which is surely operated within an error range to a set operating pressure by providing a thick first metal plate having a ruptured scheduled pattern formed by a slit piercing the plate, and a thin second metal plate put on this metal plate so as to cover the slit. SOLUTION: A safety valve 9 is formed of a relatively thick first metal steel plate 12 and a relatively thin second metal plate 13 which is stacked thereon. A first metal steel plate 12 has a thickness of about 50-80 μm, and a rupture pattern 11 is formed substantially in the center thereof out of a slit 12a piercing the plate. A second steel plate 13 has a thickness of 10 μm or less, and it is put on the first steel plate 12 so as to cover the slit 12a. Thus, the thickness of a thin groove part 9a scheduled as a part to be ruptured can be easily realized by the second metal steel plate 13, and the whole safety valve 9 can be sufficient rigidity, since the first metal steel plate 13 has sufficient thickness.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スパイラル形リチ
ウム電池等の密閉形電池の封口部に内装される安全弁に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a safety valve provided in a sealed portion of a sealed battery such as a spiral lithium battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のスパイラル形リチウム電池には、
小型、軽量化と共に高性能が求められており、極めて気
密度の高い封口がなされている。そのため、一次電池に
おける内部短絡、外部短絡あるいは漏れ電流などによる
充電や、二次電池における過充電等の異常環境下におい
て、電池の内部圧力が異常に上昇し、電池が発火、破裂
することがある。
2. Description of the Related Art Recent spiral lithium batteries include:
High performance is required along with small size and light weight, and very airtight sealing is performed. Therefore, in an abnormal environment such as charging due to an internal short-circuit, external short-circuit or leakage current in a primary battery, or overcharging in a secondary battery, the internal pressure of the battery abnormally increases, and the battery may ignite or burst. .

【0003】従って、これを防止するため安全機構のつ
いた電池が種々提案されており、その安全弁として、
(1)Alラミネートフィルムを破断させるものや、
(2)金属、セラミックス、フッ素樹脂等に薄肉溝部を
設けて内圧がかかった時に破れ易くするもの等がある。
[0003] Therefore, in order to prevent this, various batteries with a safety mechanism have been proposed.
(1) those that break the Al laminated film,
(2) There is a type in which a thin-walled groove is provided in metal, ceramics, fluororesin, or the like so as to be easily broken when an internal pressure is applied.

【0004】前者の(1)のタイプのものは、例えば図
6に示すように、電池の組立封口板Bの中に設ける安全
弁9を、厚みが25〜20μmのアルミニウム薄板から
成る金属薄板と、その上面に載置した一軸延伸処理を施
した合成樹脂フィルムとで構成し、内圧が15〜21k
g/cm2 に上昇したとき、この安全弁9が裂けて電池
内のガスを逃がすようにしたものがある(特開平1−1
51153号公報等)。
In the former type (1), as shown in FIG. 6, for example, as shown in FIG. 6, a safety valve 9 provided in an assembly sealing plate B of a battery includes a metal thin plate made of an aluminum thin plate having a thickness of 25 to 20 μm; It consists of a uniaxially stretched synthetic resin film placed on its upper surface and has an internal pressure of 15 to 21 k.
When the pressure rises to g / cm 2 , the safety valve 9 is torn to allow gas in the battery to escape (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 1-1).
No. 51153).

【0005】ここで、前記合成樹脂フィルムには、材質
的に耐有機溶剤性に優れるものが採用され、例えば厚み
20μm程度のポリエチレン(PE)や、厚み15μm
程度のポリエチレンテレフタレート(PET)、及び厚
み8μm程度のエチレン−エチルアクリレート共重合樹
脂(EEA)等が使用されている。そして、前記封口板
Bの底面には、発電要素群Aの正極活物質からの集電リ
ード7がスポット溶接により一体化され、従って、封口
板Bは正極端子を兼ねる。また、封口板Bは低透湿性、
耐電解液性のポリプロピレンからなる絶縁ガスケット6
を介して気密封口されている。
Here, the synthetic resin film is made of a material having excellent organic solvent resistance, such as polyethylene (PE) having a thickness of about 20 μm or 15 μm.
Polyethylene terephthalate (PET) and ethylene-ethyl acrylate copolymer resin (EEA) with a thickness of about 8 μm are used. Then, the current collecting lead 7 from the positive electrode active material of the power generation element group A is integrated on the bottom surface of the sealing plate B by spot welding, so that the sealing plate B also serves as a positive electrode terminal. The sealing plate B has low moisture permeability,
Insulating gasket 6 made of electrolyte-resistant polypropylene
Is hermetically sealed through.

【0006】一方、後者の(2)のタイプのものは、図
7に示すように、電池の封口板Bに設ける安全弁9には
金属、セラミックス、フッ素樹脂等を用いて、これに薄
肉溝部を形成した構成としたもので、薄肉溝部はプレス
加工により形成して、例えば生地厚0.4mmのステン
レスに対し、幅0.2mm、厚みを0.02mm程度に
仕上げている(特開昭59−79965号公報等)。
On the other hand, in the latter type (2), as shown in FIG. 7, a metal, ceramics, fluororesin or the like is used for a safety valve 9 provided on a sealing plate B of a battery, and a thin groove portion is formed in the safety valve. The thin groove portion is formed by press working, and for example, for stainless steel having a cloth thickness of 0.4 mm, it is finished to a width of 0.2 mm and a thickness of about 0.02 mm. No. 79965, etc.).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
(1)のAlラミネートフィルムによる破断を利用する
安全機構では、安全弁となるAlラミネートフィルム
が、Alの片面もしくは両面に樹脂層を形成したものか
ら出来ているため、Alラミネートフィルム自体に電気
的導通性がない。そのため、図6に示すように、集電リ
ード7と溶接される正極端子部8は、Alラミネートフ
ィルム及び封口板Bの側部を迂回して、正極端子10の
上面にまで延在させなければならない。かかる構造は、
電池製造工数及び部品数の増大を招くという問題があ
る。
However, in the safety mechanism utilizing the breaking by the Al laminated film of the above (1), the Al laminated film serving as the safety valve is made of a resin layer formed on one or both sides of Al. Therefore, the Al laminate film itself has no electrical conductivity. Therefore, as shown in FIG. 6, the positive electrode terminal portion 8 to be welded to the current collecting lead 7 must extend to the upper surface of the positive electrode terminal 10, bypassing the side portions of the Al laminate film and the sealing plate B. No. Such a structure,
There is a problem that the number of battery manufacturing steps and the number of parts are increased.

【0008】一方、上記(2)の金属、セラミックス、
フッ素樹脂等の薄肉溝部による破断を利用する安全機構
の場合、セラミックスやフッ素樹脂を使用すると材料コ
ストが高価であるという問題がある。また、金属材料を
使用するとすれば、耐食性の観点あるいは電池材料との
関係から、使用できる素材としては、SUS304,S
US304L,SUS316Lなどのオーステナイト系
ステンレス鋼に現状では特定されてしまい、これらのも
のでは薄肉溝部の厚さを0.02mmに形成してもその
破断する作動圧力は25Kgf/cm2 程度にしかなら
ず、しかも加工誤差に伴う作動圧力のばらつきは±4K
gf/cm2 ほどになってしまい、スパイラル形リチウ
ム電池の安全弁として望まれている15±1Kgf/c
2 程度の作動圧を確保するのが困難であるという問題
がある。
On the other hand, the metal (2), ceramics,
In the case of a safety mechanism utilizing breakage caused by a thin groove made of a fluororesin or the like, there is a problem that the use of ceramics or a fluororesin increases the material cost. Further, if a metal material is used, SUS304, SUS304, and the like can be used from the viewpoint of corrosion resistance or the relationship with the battery material.
Currently, austenitic stainless steels such as US304L and SUS316L have been specified. Even if the thickness of the thin groove is formed to 0.02 mm, the working pressure at which the thin groove is broken is only about 25 Kgf / cm 2. ± 4K variation in working pressure due to machining errors
gf / cm 2 , which is 15 ± 1 kgf / c, which is desired as a safety valve for a spiral lithium battery.
There is a problem that it is difficult to secure an operating pressure of about m 2 .

【0009】本発明は以上の様な事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、設定した作動圧力に対して小
さい誤差範囲内で確実に作動する、平常時の密閉性に優
れて信頼性の高い電池の安全弁を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to operate reliably within a small error range with respect to a set operating pressure, and to have excellent reliability in normal times and excellent reliability. It is to provide a highly reliable battery safety valve.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にかかる密閉形電池の安全弁では、所定の圧
力が付加されたときに破断する金属製の弁体で構成され
る安全弁を、破断予定パターンが板を貫通するスリット
により形成された比較的肉厚の第1の金属板と、該第1
の金属鋼板に前記破断予定パターンのスリットを覆って
重ね合わされる比較的肉薄の第2の金属板とで構成す
る。ここで、金属板にオーステナイト系ステンレス鋼を
用いて安全弁を作成する場合、第1の金属板の厚さは例
えば50〜80μm程度、第2の金属板は例えば10μ
m程度にするのが望ましい。
In order to achieve the above object, a safety valve for a sealed battery according to the present invention comprises a metal safety valve which breaks when a predetermined pressure is applied. A relatively thick first metal plate formed by a slit through which a pattern to be broken is formed through the plate;
And a relatively thin second metal plate which is superimposed on the metal steel plate so as to cover the slit of the pattern to be broken. Here, when the safety valve is formed using austenitic stainless steel as the metal plate, the thickness of the first metal plate is, for example, about 50 to 80 μm, and the thickness of the second metal plate is, for example, 10 μm.
m is desirable.

【0011】安全弁に破断予定形状の薄肉溝部を形成す
るにあたって、従来のように金属板にプレス加工あるい
はエッチング処理を施すようにすると、その形成する薄
肉溝部の加工寸法管理が困難であるだけでなく、加工硬
化や残留歪みなどに起因してクラックが生じやすく、そ
の作動圧に対する信頼性を十分に得難いが、本発明のご
とく破断予定形状に抜いたスリットを有する第1の金属
薄板に、薄肉溝部の厚さに相当する厚さの第2の金属薄
板を積層して薄肉溝部を具備する安全弁を形成するよう
にすれば、薄肉溝部の厚さ管理が高精度にしかも容易に
行え、さらに薄肉溝部には加工硬化が生じたり加工歪み
が残留することもなく、当該部位にクラックが発生する
ことを可及的に防止でき、設定作動圧に対して小さい誤
差範囲で確実に作動する信頼性の高い安全弁を得ること
ができる。
When forming a thin groove having a shape to be broken in a safety valve, if a metal plate is subjected to press working or etching as in the prior art, it is not only difficult to control the processing dimensions of the thin groove to be formed, Cracks are likely to occur due to work hardening and residual strain, and it is difficult to obtain sufficient reliability with respect to the working pressure. However, the first metal sheet having a slit cut into a shape to be broken as in the present invention has a thin groove portion. If a safety valve having a thin groove is formed by laminating a second thin metal plate having a thickness corresponding to the thickness of the thin groove, the thickness of the thin groove can be controlled with high precision and easily. No work hardening or work distortion remains, cracks can be prevented from occurring in the relevant part as much as possible, and work can be reliably performed within a small error range with respect to the set operating pressure. High safety valve reliability that can be obtained.

【0012】つまり、従来のものと異なり、破断する部
位として予定されている薄肉溝部の厚さは、第2の金属
板そのものの厚さであるから、厚さとして10μm程度
の薄さが要求される場合であっても、その薄さを実現す
ることに困難性がない。しかも、弁体全体の剛性につい
ては、主として比較的肉厚の第1の金属板に担わせるこ
とができる。
That is, unlike the conventional one, the thickness of the thin groove portion which is planned to be a fractured portion is the thickness of the second metal plate itself, and therefore, a thickness of about 10 μm is required. Even if it is, there is no difficulty in realizing the thinness. In addition, the rigidity of the entire valve body can be mainly carried by the relatively thick first metal plate.

【0013】また、第1の金属板及び第2の金属板は金
属材料で出来ているから共に導電性があり、弁体全体と
しても導電性がある。このため従来のAlラミネートフ
ィルムを用いた場合(図6)のように、封口板をAlラ
ミネートフィルム及び正極端子の側部を迂回させる必要
はなく、正極端子を直接に弁体に接続することができ
る。よって、電池の製造工数及び部品数を少なくするこ
とができる。
Further, the first metal plate and the second metal plate are made of a metal material, so that they are both conductive, and the whole valve body is also conductive. Therefore, unlike the case of using the conventional Al laminated film (FIG. 6), it is not necessary to bypass the sealing plate around the side of the Al laminated film and the positive terminal, and the positive terminal can be directly connected to the valve body. it can. Therefore, the number of manufacturing steps and the number of parts of the battery can be reduced.

【0014】なお、オーステナイト系ステンレス鋼を用
いて安全弁を作成する場合、スパイラル形リチウム電池
に望まれる耐圧を達成するには、その薄肉溝部の厚さは
10μm程度である。
When a safety valve is made of austenitic stainless steel, the thickness of the thin groove is about 10 μm in order to achieve the pressure resistance desired for a spiral lithium battery.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る密閉型電池の
安全弁の好適な実施の形態について添付図面に基づいて
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a safety valve for a sealed battery according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0016】図1は、本発明を適用したスパイラル形リ
チウム電池を示したものであり、次のようにして作成さ
れる。
FIG. 1 shows a spiral lithium battery to which the present invention is applied, which is produced as follows.

【0017】Aは円筒形の缶1内に収容された発電要素
であり、シート状正極、セパレータ、シート状負極を順
次重ね合わせてスパイラル状に巻回したスパイラル状電
極群2から成る。シート状正極はステンレスの集電体に
二酸化マンガンを圧着したシート、セパレータはPP
(ポリプロピレン)製不織布、そしてシート状負極は金
属リチウムのシートである。スパイラル状電極群2は、
底板3(図7参照)を付けて有底円筒形の缶1内に収容
される。そして、図1に示す群押さえ4を電極群2の上
部に載置した後、群押さえ4の上方部位にて缶1にビー
ディング部(溝部)1aを設けてスパイラル状電極群2
を固定せしめ、前記金属リチウムに接触した集電体から
の負極リード板5が負極缶1の内底面にスポット溶接さ
れる。
Reference symbol A denotes a power generating element accommodated in a cylindrical can 1, which is composed of a spiral electrode group 2 in which a sheet-shaped positive electrode, a separator, and a sheet-shaped negative electrode are sequentially stacked and wound in a spiral shape. The sheet-shaped positive electrode is a sheet made by pressing manganese dioxide on a stainless steel current collector, and the separator is PP.
The (polypropylene) nonwoven fabric and the sheet-shaped negative electrode are sheets of metallic lithium. The spiral electrode group 2 includes:
It is housed in a bottomed cylindrical can 1 with a bottom plate 3 (see FIG. 7) attached. After the group holder 4 shown in FIG. 1 is placed on the upper part of the electrode group 2, a beading portion (groove) 1 a is provided in the can 1 above the group holder 4, and the spiral electrode group 2 is formed.
Is fixed, and the negative electrode lead plate 5 from the current collector in contact with the metallic lithium is spot-welded to the inner bottom surface of the negative electrode can 1.

【0018】次に、ビーディング部1aの上部にガスケ
ット6を装着して、集電リード7と正極端子部8を溶接
し、注液ノズル(図示せず)を中心孔に差し込んで有機
電解液を注入する。電解液は、溶媒がPC,EC,D
O,DMEの4成分であり、溶質には、トリフロロメタ
ンスルホン酸リチウムLiCF3 SO3 を使用した。
Next, the gasket 6 is mounted on the upper part of the beading part 1a, the current collecting lead 7 and the positive electrode terminal part 8 are welded, and a liquid injection nozzle (not shown) is inserted into the center hole to insert the organic electrolyte. Inject. The solvent of the electrolyte is PC, EC, D
Lithium trifluoromethanesulfonate LiCF 3 SO 3 was used as a solute.

【0019】次いで、封口板Bとして、安全弁9及び正
極端子10を挿入載置し、缶1の開口部をカール封口す
る。安全弁9は、予め正極端子10にスポット溶接され
る。ここで、単に正極端子部8、安全弁9、正極端子1
0の順に積層しただけの形態とすることもできる。
Next, the safety valve 9 and the positive electrode terminal 10 are inserted and mounted as the sealing plate B, and the opening of the can 1 is curled. The safety valve 9 is spot-welded to the positive electrode terminal 10 in advance. Here, the positive electrode terminal portion 8, the safety valve 9, the positive electrode terminal 1
A configuration in which the layers are simply stacked in the order of 0 may be adopted.

【0020】安全弁9は、所定の圧力が付加されたとき
に破断する金属製の弁体(いわゆるラプチャーディス
ク)で構成され、その中央部には、図2に示すように、
破断に要する形状ないし破断予定パターン11が、薄肉
溝部9aにより形成されている。
The safety valve 9 is constituted by a metal valve body (so-called rupture disk) which breaks when a predetermined pressure is applied. As shown in FIG.
The shape required for breaking or the pattern 11 to be broken is formed by the thin groove 9a.

【0021】図1〜図3に示すように、安全弁9は、2
枚の金属鋼板つまり比較的肉厚の第1の金属鋼板12と
比較的肉薄の第2の金属鋼板13とを重ね合わせたもの
からなる。これらの金属鋼板12,13はオーステナイ
ト系ステンレス鋼でなる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the safety valve 9
It is composed of two metal steel sheets, that is, a relatively thick first metal steel sheet 12 and a relatively thin second metal steel sheet 13 superposed on each other. These metal steel plates 12 and 13 are made of austenitic stainless steel.

【0022】第1の金属鋼板12は、50〜80μm程
度の比較的肉厚のものでなり、そのほぼ中央には、当該
板を貫通するスリット12aにより、上記の破断予定パ
ターン11が形成されている。なお、本明細書におい
て、スリットといった場合、広がりのない穴の形態をも
含む。
The first metal steel plate 12 has a relatively large thickness of about 50 to 80 μm, and the above-mentioned pattern 11 to be broken is formed at a substantially center thereof by a slit 12 a penetrating the plate. I have. In this specification, the term “slit” includes a form of a hole that does not spread.

【0023】本実施形態の場合、上記の破断予定パター
ン11は、図2に示すように、円の一部分110が切れ
た開ループ状の円形溝部11aと、該円形溝部11aか
ら半径方向外側に走る複数本の放射線状部11bとから
できており、円形溝部11aは、安全弁9のラプチャー
ディスクと同心に位置されている。しかし、本発明はこ
こに示した破断予定パターンの形状寸法や配置に限定さ
れるものではなく、多角形状の破断予定パターンとした
り、中心からずれた位置に破断予定パターンを設けるこ
ともできる。
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the pattern 11 to be broken has an open loop-shaped circular groove 11a in which a part 110 of a circle is cut, and runs radially outward from the circular groove 11a. The circular groove 11 a is formed concentrically with the rupture disk of the safety valve 9. However, the present invention is not limited to the shape and size and arrangement of the pattern to be broken shown here, but may be a polygonal pattern to be broken or a pattern to be broken at a position deviated from the center.

【0024】第2の金属鋼板13は、10μm以下の比
較的肉薄のものからなり、上記第1の金属鋼板12に対
し、該第1の金属鋼板に明けられた前記破断予定パター
ン11のスリット12aを覆って重ね合わせられる。そ
して、前記安全弁9は、電池の内側に第2の金属鋼板1
3が位置するように設けられる。その理由は、電池の内
圧が高まった場合に、第2の金属鋼板13が圧力により
第1の金属鋼板12に圧接される方向の力を受ける配置
関係となるためである。換言すれば、逆に第1の金属鋼
板12が電池の内側に来るように配置すると、電池の内
圧が高まった場合に、第2の金属鋼板13が圧力により
第1の金属鋼板12から剥離される方向の力を受けるの
で好ましくない。
The second metal steel plate 13 is made of a relatively thin material having a thickness of 10 μm or less. The slit 12a of the pattern 11 to be fractured, which is formed in the first metal steel plate, corresponds to the first metal steel plate 12. Can be overlaid. The safety valve 9 is provided inside the battery with the second metal steel plate 1.
3 is provided. The reason for this is that when the internal pressure of the battery increases, the second metal steel plate 13 has a positional relationship in which the second metal steel plate 13 receives a force in a direction of being pressed against the first metal steel plate 12 by pressure. In other words, when the first metal steel plate 12 is arranged so as to be located inside the battery, the second metal steel plate 13 is separated from the first metal steel plate 12 by the pressure when the internal pressure of the battery increases. It is not preferable because it receives a force in the direction of

【0025】本実施形態のごとく薄肉溝部の形状に抜い
た第1の金属薄板12に、薄肉溝部9aの厚さに相当す
る厚さ10μm以下の第2の金属薄板を積層すること
で、所定の耐圧を、クラックの発生を心配することなし
に設定することができる。
The second metal sheet having a thickness of 10 μm or less corresponding to the thickness of the thin groove 9a is laminated on the first metal sheet 12 having the shape of the thin groove as in this embodiment. The pressure resistance can be set without worrying about the occurrence of cracks.

【0026】即ち、破断する部位として予定されている
薄肉溝部9aの厚さは、第2の金属鋼板13そのものの
厚さであり、技術上、金属鋼板を10μm以下の薄さに
形成することに困難性はない。しかも、第1の金属鋼板
12の厚さは50〜80μmあるので、安全弁9全体も
十分な剛性を持つことができる。
That is, the thickness of the thin groove portion 9a, which is planned as a portion to be broken, is the thickness of the second metal steel plate 13 itself, and it is technically necessary to form the metal steel plate to a thickness of 10 μm or less. There is no difficulty. Moreover, since the thickness of the first metal steel plate 12 is 50 to 80 μm, the entire safety valve 9 can also have sufficient rigidity.

【0027】また、第1の金属鋼板12及び第2の金属
鋼板13は金属材料で出来ているため、安全弁9の弁体
全体としても導電性がある。このため、正極端子部8は
安全弁9の側部を迂回させて正極カップ兼正極端子10
に接続する必要がなく、図1の如く直接に安全弁9の内
側面に接続することができる。
Further, since the first metal steel plate 12 and the second metal steel plate 13 are made of a metal material, the whole valve body of the safety valve 9 is conductive. For this reason, the positive electrode terminal part 8 bypasses the side of the safety valve 9 and
, And can be directly connected to the inner surface of the safety valve 9 as shown in FIG.

【0028】〔実施例〕本発明の実施例の対象であるス
パイラル形リチウム電池に望まれる耐圧値は、15±1
Kgf/cm2 である。そこで、この耐圧値を得るた
め、第1の金属鋼板12として、図2に示すような破断
予定パターン11の形状に抜いたスリット12aを有す
るSUS304の金属薄板であって、厚さが50,6
0,70,80μmと異なるものを4種類用意し、それ
ぞれについてに第2の金属鋼板13として10μmのS
US304から成る金属薄板を積層して、4種類の安全
弁9を作製した。これを第2の金属鋼板13が電池の内
側になるように用いて単2形の空電池を組立て、その耐
圧測定を行った。この結果を表1に示す。
[Embodiment] The desired breakdown voltage of the spiral lithium battery which is the object of the embodiment of the present invention is 15 ± 1.
Kgf / cm 2 . Therefore, in order to obtain this withstand voltage value, the first metal steel plate 12 is a SUS304 metal thin plate having a slit 12a cut out in the shape of the pattern 11 to be broken as shown in FIG.
Four types different from 0, 70, and 80 μm are prepared, and each of them has a 10 μm S
Four types of safety valves 9 were manufactured by laminating thin metal plates made of US304. This was used so that the second metal steel plate 13 was on the inside of the battery to assemble a C-type empty battery, and its withstand voltage was measured. Table 1 shows the results.

【0029】[0029]

【表1】 表1から分かるように、どの仕様においても、ばらつき
は±1Kgf/cm2以内であった。
[Table 1] As can be seen from Table 1, the variation was within ± 1 kgf / cm 2 in any specification.

【0030】よって、本発明によれば所望する15±1
Kgf/cm2 の耐圧値を用意に設定することができ
る。
Therefore, according to the present invention, the desired 15 ± 1
A withstand voltage value of Kgf / cm 2 can be set easily.

【0031】上記実施例では第1の金属鋼板12及び第
2の金属鋼板13にステンレス鋼を用いたが、低作動圧
の設計の場合、薄肉溝部の形状に抜いた金属薄板つまり
第1の金属鋼板12の材質をAlにすることも可能であ
る。
In the above embodiment, the first metal steel plate 12 and the second metal steel plate 13 are made of stainless steel. However, in the case of a low operating pressure design, a thin metal plate drawn in the shape of a thin groove, that is, the first metal steel plate is used. The material of the steel plate 12 can be Al.

【0032】〔従来例〕従来例として、図6,図7に示
した構造の安全弁9を有する単2形の空電池を組み立て
た。それぞれの空電池において、安全弁9として、直径
23.5mmのSUS304の円板のほぼ中央部に、本
実施例と同じ図2に示すような形状の薄肉溝部9aを設
け、単2形の空電池を組み立て後、耐圧を測定した。そ
の結果を図4,図5に示す。
[Conventional Example] As a conventional example, a C-type empty battery having a safety valve 9 having the structure shown in FIGS. 6 and 7 was assembled. In each of the empty batteries, as a safety valve 9, a thin groove portion 9a having the same shape as that of the present embodiment as shown in FIG. After assembling, the pressure resistance was measured. The results are shown in FIGS.

【0033】図4は材料厚さが0.2mmの場合の薄肉
溝部9aの厚さ(μm)対耐圧値(kgf/cm2 )を
示したグラフ、図5は材料厚さが0.1mmの場合の薄
肉溝部9aの厚さ対耐圧値を示したグラフである。それ
ぞれの図中、黒四角印、白菱形印、黒三角印は熱処理に
より変えたビッカース硬度(HV)の違いを示し、黒四
角印は140HV、白菱形印は200HV、黒三角印は
310HVの場合のデータである。
FIG. 4 is a graph showing the thickness (μm) of the thin groove portion 9a versus the withstand voltage (kgf / cm 2 ) when the material thickness is 0.2 mm, and FIG. It is the graph which showed thickness with respect to the thickness of the thin groove part 9a in the case. In each of the figures, black squares, white diamonds, and black triangles indicate differences in Vickers hardness (HV) changed by heat treatment. Black squares are 140 HV, white diamonds are 200 HV, black triangles are 310 HV. Data.

【0034】本結果より、オーステナイト系ステンレス
鋼を材料に用いた場合、材料厚さは0.1mm以下ま
た、薄肉溝部厚さ20μm以下が望まれることがわか
る。
From these results, it can be seen that when austenitic stainless steel is used as the material, the material thickness is desirably 0.1 mm or less, and the thin groove portion thickness is desirably 20 μm or less.

【0035】この条件を満たすには、プレス加工での成
形は不可能であって、またエッチング処理においても薄
肉溝部の厚さの公差の設定が1/1000mmとなり、
精度に問題が生じる。
In order to satisfy this condition, molding by press working is impossible, and the setting of the thickness tolerance of the thin groove portion becomes 1/1000 mm even in the etching process.
There is a problem with accuracy.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained.

【0037】(1)請求項1に記載の密閉形電池の安全
弁は、破断予定パターンの形状に抜いた第1の金属板
と、薄肉溝部の厚さに相当する厚さの第2の金属板とを
積層する構成であるので、クラックの発生を心配するこ
となしに所定の耐圧に設定することができる。即ち、破
断する部位として予定されている薄肉溝部の厚さは、第
2の金属板そのものの厚さとなり、その厚さとして10
μm程度の薄さが要求される場合であっても、加工性に
富む金属板を素材としていることから、その薄さを実現
することは容易である。しかも、弁体全体の剛性につい
ては、第1の金属鋼板に担わせることができる。
(1) The safety valve for a sealed battery according to claim 1, wherein the first metal plate is cut into the shape of the pattern to be broken, and the second metal plate has a thickness corresponding to the thickness of the thin groove. Are stacked, so that a predetermined withstand voltage can be set without worrying about the occurrence of cracks. That is, the thickness of the thin groove portion that is planned as a portion to be broken is the thickness of the second metal plate itself, and the thickness is 10
Even when a thickness of about μm is required, it is easy to achieve the thickness because the metal plate is rich in workability. Moreover, the rigidity of the entire valve body can be supported by the first metal steel plate.

【0038】また、第1の金属板及び第2の金属板は導
電材料であるので、安全弁全体としても導電性がある。
このため、従来のAlラミネートフィルムを用いた場合
のように、封口板をAlラミネートフィルム及び正極端
子の側部を迂回させる必要はなく、正極端子を安全弁に
直接接続することができる。よって、電池の製造工数及
び部品数を少なくすることができる。
Further, since the first metal plate and the second metal plate are made of a conductive material, the safety valve as a whole has conductivity.
Therefore, unlike the case of using the conventional Al laminated film, the sealing plate does not need to bypass the Al laminated film and the side of the positive terminal, and the positive terminal can be directly connected to the safety valve. Therefore, the number of manufacturing steps and the number of parts of the battery can be reduced.

【0039】(2)請求項2に記載の密閉形電池の安全
弁によれば、前記比較的肉薄の第2の金属板は、その第
1の金属板のスリットを覆っている部分において、ほぼ
10μmの厚さを有するので、オーステナイト系ステン
レス鋼を用いて安全弁を作成する場合にスパイラル形リ
チウム電池に望まれる耐圧15±1Kgf/cm2 の耐
圧値を達成することができる。
(2) According to the safety valve for a sealed battery according to the second aspect, the relatively thin second metal plate has a thickness of approximately 10 μm at a portion covering the slit of the first metal plate. When a safety valve is made of austenitic stainless steel, a pressure resistance of 15 ± 1 Kgf / cm 2 desired for a spiral-type lithium battery can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の安全弁を具備する密閉形電池の部分断
面図である。
FIG. 1 is a partial sectional view of a sealed battery provided with the safety valve of the present invention.

【図2】図1の安全弁の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the safety valve of FIG.

【図3】図1の安全弁の一部を拡大して示した図であ
る。
FIG. 3 is an enlarged view showing a part of the safety valve of FIG. 1;

【図4】従来の安全弁の薄肉溝部の厚さと耐圧値との関
係を示した図である。
FIG. 4 is a view showing the relationship between the thickness of a thin groove portion of a conventional safety valve and the withstand pressure value.

【図5】従来の安全弁の薄肉溝部の厚さ対耐圧値の関係
を、材料の厚さを変えた場合について示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the thickness of a thin groove portion of a conventional safety valve and the withstand pressure value when the material thickness is changed.

【図6】従来のAlラミネートフィルムを用いた安全弁
を具備する密閉形電池の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional sealed battery provided with a safety valve using an Al laminated film.

【図7】従来の金属等の素材に薄肉溝部をプレス加工に
より設けた安全弁を具備する密閉形電池の断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional sealed battery provided with a safety valve in which a thin groove is provided in a material such as metal by pressing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 缶 1a ビーディング部 2 スパイラル状電極群 3 底板 4 群押さえ 5 負極リ―ド板 6 ガスケット 7 集電リード 8 正極端子部 9 安全弁 9a 薄肉溝部 10 正極端子 11 破断予定パターン 110 円の一部分 11a 円形溝部 11b 放射線状部 12 第1の金属鋼板 12a スリット 13 第2の金属鋼板 A 発電要素群 B 封口板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Can 1a Beading part 2 Spiral electrode group 3 Bottom plate 4 Group hold 5 Negative lead plate 6 Gasket 7 Current collecting lead 8 Positive terminal 9 Safety valve 9a Thin groove 10 Positive terminal 11 Expected fracture pattern 110 circle part 11a circular Groove portion 11b Radial portion 12 First metal steel plate 12a Slit 13 Second metal steel plate A Power generation element group B Sealing plate

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の圧力が付加されたときに破断する
金属製の弁体で構成される安全弁であって、破断予定パ
ターンが板を貫通するスリットにより形成された比較的
肉厚の第1の金属板と、該第1の金属板に前記破断予定
パターンのスリットを覆って重ね合わせた比較的肉薄の
第2の金属板とを具備することを特徴とする密閉形電池
の安全弁。
1. A safety valve comprising a metal valve element which breaks when a predetermined pressure is applied, wherein a pattern to be broken has a relatively thick first wall formed by a slit penetrating a plate. A safety valve for a sealed battery, comprising: a first metal plate; and a relatively thin second metal plate superposed on the first metal plate so as to cover the slit of the pattern to be broken.
【請求項2】 前記第2の金属板は10μm程度の厚さ
を有することを特徴とする請求項1記載の密閉型電池の
安全弁。
2. The safety valve according to claim 1, wherein the second metal plate has a thickness of about 10 μm.
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