專利名稱：密閉型電池用安全閥構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密閉型電池用安全閥構(gòu)造，特別是涉及能保持密閉型電池長(zhǎng)時(shí)間安全內(nèi)壓、同時(shí)在電池內(nèi)壓上升時(shí)能高精度地放出氣體的密閉型電池用安全閥構(gòu)造。
背景技術(shù)：
以前，密閉型電池具有如圖3所示那樣對(duì)容納發(fā)電要素的電槽密閉的電槽蓋1進(jìn)行貫通，設(shè)計(jì)閥筒21，為了通氣在該閥筒21上形成閥孔23，同時(shí)在閥筒21上載置帽形的橡膠制閥體22的安全閥構(gòu)造2。
并且，通常在電槽蓋1上載置在閥體22的上部放出電槽內(nèi)產(chǎn)生的氫氣等內(nèi)部氣體時(shí)防止閥體22從閥筒21脫離的上蓋24，在該上蓋24上設(shè)計(jì)排氣口25。
在上述那樣的密閉型電池中，在閥筒21上載置帽形的橡膠制閥體22是為下述而設(shè)計(jì)的，即，對(duì)電池充電時(shí)產(chǎn)生氫氣電池內(nèi)壓上升時(shí)，該閥體22向直徑方向以及上方膨脹，從與閥筒21之間的縫隙放出氣體；在電池內(nèi)壓降低時(shí)，閥體22與閥筒21密接，防止從外部流入空氣。
這樣的密閉型電池的安全閥構(gòu)造2在密閉型電池中起著重要的作用。即，在使用期間長(zhǎng)的密閉型電池的全使用期間中，雖不是與電池的放電性能有關(guān)的部件，但必須要使安全閥構(gòu)造正常工作，必須確保長(zhǎng)期間安全閥的安全性、可靠性。
在上述現(xiàn)有的密閉型電池的安全閾構(gòu)造2中，從閥筒21與閥體22的間隙放出電池內(nèi)的氫氣等內(nèi)部氣體時(shí)，會(huì)有電解液硫酸滲出，或者該硫酸以霧狀的狀態(tài)與氣體一起噴出的情況。
此時(shí)，在閥筒21與帽形的橡膠制閥體22之間附著硫酸，如果閥筒21與閥體22的縫隙間附著硫酸，帽形的橡膠制閥體22容易粘貼在閥筒21上，特別是在高溫下硫酸濃縮侵入閥筒21與閥體22的表面，更容易發(fā)生粘貼。
另外，作為形成電槽的閥筒21的材料，主要使用ABS樹脂或聚丙烯樹脂，作為形成橡膠制閥體22的材料，主要使用通過二異丙苯過氧化物或硫，加硫成形的乙烯丙烯雙烯共聚物橡膠(以下，有時(shí)簡(jiǎn)略記作“EPDM”)或氯丁二烯等合成橡膠，但是認(rèn)為該組合導(dǎo)致閥體22的橡膠中的未反應(yīng)基作用于閥筒21容易發(fā)生粘貼。
進(jìn)一步，為了使該閥體22對(duì)閥筒21難于產(chǎn)生粘貼，作為形成橡膠制閥體22的材料，提案使用氟橡膠，但是電池的使用期間過長(zhǎng)時(shí)，即使用氟橡膠形成閥體22，在長(zhǎng)期使用中也會(huì)發(fā)生閥體22對(duì)閥筒21的粘貼的情況。
此外，在閥體22的內(nèi)面還涂布硅油，當(dāng)硫酸飛散到硅油上時(shí)，硅油的主鏈斷開形成環(huán)狀化合物，隨著其進(jìn)一步進(jìn)行，形成揮發(fā)性物質(zhì)(低分子硅氧烷)蒸發(fā)，閥筒21與閥體22之間的潤(rùn)滑性降低，閥體22膨脹難于打開。
由于上述的問題安全閥構(gòu)造2的前述功能不能正常工作時(shí)，由于電池內(nèi)壓上升有時(shí)會(huì)有電槽膨脹或破裂的情況，另外，如果不能保證閥筒21與閥體22的密接，電池內(nèi)壓降低時(shí)，空氣侵入到電池內(nèi)，硫酸氧化同時(shí)陰極氧化，使自身放電增大，會(huì)有電池的保存性能降低、點(diǎn)滴式充電使用時(shí)點(diǎn)滴式電流值增大、晶格腐蝕增大，導(dǎo)致電池壽命變短的問題。
本發(fā)明目的在于，解決上述現(xiàn)有的密閉型電池用安全閥構(gòu)造的存在的問題，提供可以保持密閉型電池長(zhǎng)期間安全的內(nèi)壓、同時(shí)電池內(nèi)壓上升時(shí)可以高精度放出氫氣等內(nèi)部氣體那樣的安全閥工作可靠性高的密閉型電池用安全閥構(gòu)造。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的密閉型電池用安全閥構(gòu)造制成下述那樣，即，在貫通密閉型電池的電槽蓋形成的閥筒上載置帽形的橡膠制閥體，其特征在于，前述閥筒與閥體的接觸面夾有氟樹脂微粉末。
該密閉型電池用安全閥構(gòu)造可以保持密閉型電池長(zhǎng)期間安全的內(nèi)壓，同時(shí)在電池內(nèi)壓上升時(shí)可以高精度地放出氫氣等內(nèi)部氣體，工作可靠性高。
此種情況下，可以在載置在閥筒之前的閥體上適用分散于液體介質(zhì)中狀態(tài)的氟樹脂微粉末。
這樣，可以將氟樹脂微粉末適量均一地分散在閥體與閥筒的接觸面上使用。
另外，在分散氟樹脂微粉末的液體中可以使用氟類油。
這樣，可以長(zhǎng)時(shí)間維持穩(wěn)定的潤(rùn)滑性。
進(jìn)一步，在閥筒與閥體的接觸部分，可以形成保持了規(guī)定量的分散于液體介質(zhì)中狀態(tài)的氟樹脂微粉末的凹部。
這樣，可以增加分散于液體介質(zhì)中狀態(tài)的氟樹脂微粉末的保持量，同時(shí)防止其流出，可以在閥筒與閥體的接觸部分長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定保持分散于液體介質(zhì)中狀態(tài)的氟樹脂微粉末，可以進(jìn)一步提高密閉型電池用安全閥構(gòu)造的工作可靠性。
附圖的簡(jiǎn)單說明

圖1是表示本發(fā)明的密閉型電池用安全閥構(gòu)造的實(shí)施方式的一例的縱斷面。
圖2是表示本發(fā)明的密閉型電池用安全閥構(gòu)造的實(shí)施方式的變形例的縱斷面。
圖3是表示現(xiàn)有的密閉型電池用安全閥構(gòu)造的實(shí)施方式的一例的縱斷面。
符號(hào)的說明1電槽蓋2密閉型電池用安全閥構(gòu)造 21閥筒 22閥體23閥孔 24上蓋 25氣體放出口 26氟樹脂微粉末具體實(shí)施方式
以下，基于附圖對(duì)本發(fā)明的密閉型電池用安全閥構(gòu)造的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖1是表示本發(fā)明的密閉型電池用安全閥構(gòu)造的實(shí)施方式的一例。
該密閉型電池用安全閥構(gòu)造是，在貫通密閉型電池的電槽蓋1形成的閥筒21上載置帽形的橡膠制閥體22的密閉型電池用安全閥構(gòu)造2中，前述閥筒21與閥體22的接觸面上夾有氟樹脂微粉末26。
此種情況下，夾在閥筒21與閥體22的接觸面上的氟樹脂微粉末26只要是聚四氟乙烯或其改性聚合體的微粉末，可以使用任一種，其粒徑通常為1μm～20μm，但并不限于此。
氟樹脂微粉末26優(yōu)選以分散于液體介質(zhì)中的狀態(tài)使用，此時(shí)，液體的介質(zhì)可以使用氟類油、硅油或菜籽油等任意的潤(rùn)滑油。
此時(shí)，氟樹脂微粉末26在液體介質(zhì)中可以混合1～50重量％，進(jìn)一步優(yōu)選1～30重量％。若氟樹脂微粉末26的混合比例超過30重量％，分散液的粘度增高，分散液難于適用在閥筒21與閥體22的接觸面上，如果超過50重量％，分散液難于適用。
作為分散氟樹脂微粉末26的介質(zhì)，最優(yōu)選的介質(zhì)之一是氟類油，其本身具有耐熱性、不燃性、耐氧化性。作為典型的氟類油的例子，是具有下述化學(xué)結(jié)構(gòu)的氟類油，但并不限于該化學(xué)結(jié)構(gòu)。具有下述化學(xué)結(jié)構(gòu)的氟類油是低分子量的六氟丙烯環(huán)氧化物、末端用氟封端的聚合物，聚合物的鏈?zhǔn)峭耆柡偷?，由碳、氧、氟?gòu)成。
n＝7～60這樣，作為分散氟樹脂微粉末26的介質(zhì)使用氟類油時(shí)，根據(jù)構(gòu)成閥體22的橡膠的種類，氟類油被吸附，在閥筒21與閥體22的接觸面上存在的氟類油的量減少，這樣有時(shí)會(huì)有根據(jù)氟類油的種類潤(rùn)滑性能降低的情況。
為了防止這種情況，優(yōu)選通過預(yù)先將橡膠制閥體22浸漬在氟類油中一定的時(shí)間(對(duì)其沒有特別的限制，通常在數(shù)周左右)，閥體22充分吸附油后，在閥體22中適用混合了氟樹脂微粉末26的氟類油。
另外，作為分散氟樹脂微粉末26的介質(zhì)所優(yōu)選液體的其他例，可舉出硅油。硅油本身具有耐熱性、不燃性，在一定溫度范圍內(nèi)具有耐氧化性。典型的硅油是具有下述化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷，主鏈因?yàn)槭枪柩跬殒I，側(cè)鏈?zhǔn)羌谆?，所以在高溫時(shí)酸堿混入則粘度增加，有時(shí)會(huì)發(fā)生凝膠化。但是，本發(fā)明的密閉型電池用安全閥構(gòu)造中因?yàn)榉鷺渲⒎勰?6夾在閥筒21與閥體22之間，所以不會(huì)發(fā)生閥筒21與閥體22的粘貼的情況。
另外，作為分散氟樹脂微粉末26的介質(zhì)所優(yōu)選液體的其他例子，可舉出菜籽油。菜籽油雖然其本身耐熱性不充分，但是當(dāng)作為本發(fā)明的密閉型電池用安全閥構(gòu)造中分散氟樹脂微粉末26的介質(zhì)使用時(shí)，因?yàn)榉鷺渲⒎勰?6夾在閥筒21與閥體22之間，所以不會(huì)發(fā)生閥筒21與閥體22的粘貼的情況。
接下來，參照?qǐng)D1對(duì)這樣的密閉型電池用安全閥構(gòu)造2的工作進(jìn)行說明。
在具有在貫通電槽蓋1形成的閥筒21上載置帽形的橡膠制閾體22的密閉型電池用安全閥構(gòu)造2的密閉型電池中，對(duì)電池充電時(shí)產(chǎn)生氫氣，電池內(nèi)壓上升，當(dāng)達(dá)到一定壓力以上時(shí)，帽形的橡膠制閥體22在直徑方向以及上方膨脹，擠壓擴(kuò)大與閥筒21的空間，形成縫隙，然后從該縫隙放出氫氣等內(nèi)部氣體。在電池內(nèi)壓降低時(shí)，帽形的橡膠制閥體22與閥筒21密接，防止來自外部的空氣的流入。
此時(shí)，電池內(nèi)產(chǎn)生的氫氣從閥筒21與閥體22的縫隙放出時(shí)，從閥筒21與閥體22的縫隙電解液硫酸滲出，該硫酸以霧狀狀態(tài)與氣體一起噴出，即使硫酸附著在閥筒21與閥體22的接觸面，由于本發(fā)明的密閉型電池用安全閥構(gòu)造2的閥筒21與帽形的橡膠制閥體22之間夾有氟樹脂微粉末26，所以帽形的橡膠制閥體22不易于粘貼在閥筒21上，另外，即使在高溫下硫酸濃縮，閥筒21與閥體22的表面有些侵入，也可以防止電池壽命持續(xù)期間閥筒21與帽形的橡膠制閥體22粘貼。
另外，密閉型電池上設(shè)計(jì)的本發(fā)明的安全閥構(gòu)造2通常在放出電槽中產(chǎn)生的氫氣時(shí)，為了防止帽形的橡膠制閥體22向上方脫落從閥筒21掉出來，在與閥體22的上面留出若干間隙，載置上蓋24，并且在該上蓋24上設(shè)計(jì)氣體排出口25，使氫氣等內(nèi)部氣體從該氣體排出口放出。
這樣，本發(fā)明的密閉型電池安全閥構(gòu)造2因?yàn)樵陂y筒21與閥體22的接觸面上夾有氟樹脂微粉末26，所以可以大大提高長(zhǎng)期間使用的電池的可靠性、安全性。
進(jìn)一步，本發(fā)明的密閉型電池用安全閥構(gòu)造2中，可以在閥筒21與閥體22的接觸部分形成保持了規(guī)定量的分散于液體介質(zhì)狀態(tài)的氟樹脂微粉末的凹部。
形成凹部的地方以及凹部的形狀沒有特別的限定，例如，如圖2(a)所示那樣，在與閥筒21接觸的閥體22的內(nèi)周面形成溝狀的凹部22a，更具體的說，形成1條或數(shù)條(圖示的實(shí)施例中是2條)寬0.5～5mm、深0.05～0.5mm的內(nèi)周溝，或者如圖2(b)所示那樣，在與閥體22接觸的閥筒21的外周面形成溝狀的凹部21a，更具體的說，形成1條或數(shù)條(圖示的實(shí)施例中是2條)寬0.5～5mm、深0.05～1.0mm的外周溝，進(jìn)一步，可以在閥筒21與閥體22兩者上形成同樣的凹部。
通過這樣構(gòu)成閥筒21與閥體22，可以增大分散于液體介質(zhì)狀態(tài)的氟樹脂微粉末的保持量，同時(shí)防止其流出，可以在閥筒21與閥體22接觸部分長(zhǎng)期穩(wěn)定地保持分散于液體介質(zhì)狀態(tài)的氟樹脂微粉末，可以進(jìn)一步提高密閉型電池用安全閥構(gòu)造的工作可靠性。
實(shí)施例以下，列舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容以及效果作具體的說明。另外，本發(fā)明只要不脫離其主旨，并不限于以下的實(shí)施例。
從密閉型電池中取出圖1所示構(gòu)造的安全閥構(gòu)造2的部分，在被覆在該安全閥構(gòu)造2的閥筒21上的帽形的橡膠制閥體22上分別涂布下述的涂布材料，按照下述條件評(píng)價(jià)涂布時(shí)的潤(rùn)滑性。
這里，作為帽形的橡膠制閥體22，使用將氯丁二烯橡膠(CR)及乙烯丙烯雙烯共聚物橡膠(EPDM)分別成形(尺寸＝高7mm，內(nèi)徑11.9mm，外徑13.8mm，頂壁(天肉)1.1mm)的成形體。
在涂布材料中混合硫酸是再現(xiàn)混入作為電池電解液的硫酸的狀態(tài)。
表1示出得到的結(jié)果。從下述結(jié)果可知，在帽形的橡膠制閥體22上，涂布①硅油與硫酸，或者②氟類油和硫酸的比較例中，一個(gè)月后均發(fā)生潤(rùn)滑性不好，相比之下，分別涂布①氟樹脂粉末與硫酸，②在氟類油中混合氟樹脂微粉末與硫酸，或者③在硅油中混合氟樹脂微粉末與硫酸的在閥筒21與閥體22的接觸面夾有氟樹脂微粉末的情況中潤(rùn)滑性均沒有降低。
氟樹脂微粉末平均粒徑2μm涂布材料a硅油與硫酸b氟類油與硫酸c氟樹脂微粉末與硫酸d氟類油中混合10％氟樹脂微粉末與硫酸e氟類油中混合20％氟樹脂微粉末與硫酸f氟類油中混合30％氟樹脂微粉末與硫酸g硅油中混合10％氟樹脂微粉末與硫酸h硅油中混合20％氟樹脂微粉末與硫酸i硅油中混合30％氟樹脂微粉末與硫酸[潤(rùn)滑性評(píng)價(jià)]
在橡膠制閥體22上涂布下述涂布材料后，載置到用ABS樹脂成形的安全閥構(gòu)造2的閥筒21上。
實(shí)驗(yàn)氛圍是，常溫下評(píng)價(jià)載置時(shí)、經(jīng)過1個(gè)月、2個(gè)月和3個(gè)月時(shí)的潤(rùn)滑性。
潤(rùn)滑性的評(píng)價(jià)為，用指尖捏載置在閥筒21上的閥體22，感覺評(píng)價(jià)旋轉(zhuǎn)的容易程度，分為下述3階段，即，旋轉(zhuǎn)性良好(○)，稍微有阻抗但能旋轉(zhuǎn)(△)，粘貼而不旋轉(zhuǎn)(×)，來評(píng)價(jià)潤(rùn)滑性。

根據(jù)本發(fā)明的密閉型電池用安全閥構(gòu)造，可以保持密閉型電池長(zhǎng)期間安全的內(nèi)壓，同時(shí)，電池內(nèi)壓上升時(shí)可以高精度放出氫氣等內(nèi)部氣體，安全閥構(gòu)造的工作可靠性高。具體來說，通過電池內(nèi)產(chǎn)生的氫氣等內(nèi)部氣體從閥筒與閥體的間隙放出時(shí)，從閥筒與閥體的間隙滲出電解液硫酸，該硫酸以霧狀狀態(tài)與氣體一起噴出，即使閥筒與閥體的接觸面附著硫酸，通過在本發(fā)明的密閉型電池用安全閥構(gòu)造的閥筒與帽形的橡膠制閥體之間夾有氟樹脂微粉末，帽形的橡膠制閥體不易于粘貼在閥筒上，另外，即使高溫下硫酸濃縮，閥筒與閥體的表面多少被侵蝕，也可以防止電池壽命持續(xù)的期間閥筒與帽形的橡膠制閥體的粘貼。
另外，通過將分散于液體介質(zhì)中狀態(tài)的氟樹脂微粉末適用在載置在閥筒之前的閥體上，可以將氟樹脂微粉末均一適量地分散在閥體與閥筒的接觸面來使用。
另外，通過使混合在液體介質(zhì)中的氟樹脂微粉末為1～50重量％，可以容易地將分散了氟樹脂微粉末狀態(tài)的液體介質(zhì)使用于閥體上。
另外，通過在分散了氟樹脂微粉末的液體中使用性狀穩(wěn)定的氟類油，可以維持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的潤(rùn)滑性。
進(jìn)一步，通過在閥筒與閥體的接觸部分形成保持了規(guī)定量的分散于液體介質(zhì)狀態(tài)的氟樹脂微粉末的凹部，可以增加分散于液體介質(zhì)中狀態(tài)的氟樹脂微粉末的保持量，同時(shí)防止其流出，在閥筒與閥體的接觸部分，可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定保持分散于液體介質(zhì)中狀態(tài)的氟樹脂微粉末，可以進(jìn)一步提高密閉型電池用安全閥構(gòu)造的工作可靠性。
權(quán)利要求
1.一種密閉型電池用安全閥構(gòu)造，在貫通密閉型電池的電池槽形成的閥筒上載置帽形的橡膠制閥體，其特征在于，在前述閥筒與閥體的接觸面上夾有氟樹脂微粉末。
2.權(quán)利要求1所述的密閉型電池用安全閥構(gòu)造，其特征在于，在載置到閥筒之前的閥體上適用分散于液體介質(zhì)中狀態(tài)的氟樹脂微粉末。
3.權(quán)利要求2所述的密閉型電池用安全閥構(gòu)造，其特征在于，在液體介質(zhì)中混合氟樹脂微粉末1～50重量％。
4.權(quán)利要求2或3所述的密閉型電池用安全閥構(gòu)造，其特征在于，液體是氟類油。
5.權(quán)利要求2、3或4所述的密閉型電池用安全閥構(gòu)造，其特征在于，在閥筒與閥體接觸的部分形成保持了規(guī)定量的分散于液體介質(zhì)中狀態(tài)的氟樹脂微粉末。
全文摘要
本發(fā)明涉及密閉型電池用安全閥構(gòu)造，其中，通過在貫通密閉型電池的電池槽形成的閥筒上載置帽形的橡膠制閥體，在前述閥筒與閥體的接觸面上夾有氟樹脂微粉末，這樣可以保持密閉型電池長(zhǎng)時(shí)間安全的內(nèi)壓、同時(shí)在電池內(nèi)壓上升時(shí)能高精度地放出氫氣等內(nèi)部氣體、使安全閥的工作可靠性高。
文檔編號(hào)H01M2/12GK1477723SQ0317864
公開日2004年2月25日 申請(qǐng)日期2003年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月19日
發(fā)明者石垣美積, 松本勝 申請(qǐng)人:石垣橡膠工業(yè)株式會(huì)社