專利名稱：二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)有氣體排出閥門的二次電池。
背景技術(shù)：
近年來，由于環(huán)境問題等，搭載二次電池的混合動力車或電動汽車的開發(fā)不斷取得進(jìn)展。二次電池存在由于某些異常動作引起發(fā)熱、造成電池內(nèi)壓有可能升高，作為其安全對策，提出了設(shè)有氣體排出閥門的構(gòu)造。例如，專利文獻(xiàn)1記載的密閉型電池中，在封住開口部的封口板上形成了由槽圍繞的區(qū)域，作為氣體排出閥門。專利文獻(xiàn)2記載的電池的安全閥門由具備環(huán)狀的破碎槽和在該破碎槽內(nèi)側(cè)區(qū)域形成的破碎輔助槽構(gòu)成。專利文獻(xiàn)1 日本專利41557 號專利文獻(xiàn)2 日本專利3222418號

發(fā)明內(nèi)容
專利文獻(xiàn)1、2記載的氣體排出閥門由于采用由連續(xù)的槽圍繞而成的區(qū)域被破裂的結(jié)構(gòu)，在氣體排出時，破裂的碎片有可能飛散。本發(fā)明的第1發(fā)明的二次電池，該二次電池在容納有發(fā)電體的電池容器設(shè)置有氣體排出閥門，所述氣體排出閥門包括因所述電池容器的內(nèi)壓而向外部膨脹的閥體，所述閥體中設(shè)有多個用于因所述膨脹而裂開來將所述閥體分割為多個閥門基片(弁素片)的槽， 和抑制因所述槽的裂開而被打開的多個閥門基片從所述閥體飛散的飛散抑制部。本發(fā)明的第2發(fā)明的二次電池，在所述閥體中，進(jìn)一步設(shè)置了延遲部，該延遲部在所述多個槽開始裂開而所述閥門基片變形的過程中，延遲所述槽的裂開的進(jìn)展速度。本發(fā)明的第3發(fā)明的二次電池，所述多個槽由沿著所述氣體排出閥門的外周設(shè)置的外周槽部和設(shè)置在被所述外周槽部包圍的內(nèi)側(cè)區(qū)域的內(nèi)側(cè)槽部構(gòu)成，所述外周槽部由所述多個槽要素(下面稱為外周槽要素)環(huán)狀地不連續(xù)地配置而構(gòu)成，所述內(nèi)側(cè)槽部由從所述氣體排出閥門的中央部放射狀地延伸的，將所述內(nèi)側(cè)區(qū)域分割成多個閥門基片的多個槽要素(下面成為內(nèi)側(cè)槽要素)構(gòu)成，其中，所述內(nèi)側(cè)槽要素的外周方向的端部延伸到形成在所述多個外周槽要素之間的不連續(xù)部。本發(fā)明的第4發(fā)明的二次電池，在所述閥門基片的至少外周側(cè)的一邊上配置了至少一對的隔著所述不連續(xù)部配置的外周槽要素，所述飛散抑制部為配置在所述外周側(cè)的一邊上的所述不連續(xù)部。本發(fā)明的第5發(fā)明的二次電池，所述延遲部為位于分割所述閥門基片的所述內(nèi)側(cè)槽要素的外周方向的端部與所述外周槽要素之間的所述不連續(xù)部。本發(fā)明的第6發(fā)明的二次電池，所述多個外周槽要素以大致形成橢圓形的方式配置，所述多個內(nèi)側(cè)槽要素相對于所述橢圓的長軸、短軸對稱地配置。本發(fā)明的第7發(fā)明的二次電池，配置所述內(nèi)側(cè)槽要素，以使所述內(nèi)側(cè)區(qū)域被分割為相對于所述長軸對稱地配置的大致梯形形狀的兩個梯形區(qū)域，和在所述長軸方向上分離地配置的大致三角形形狀的兩個三角形區(qū)域，所述兩個梯形的上底是同一個內(nèi)側(cè)槽要素， 所述梯形的側(cè)邊與鄰接的三角形形狀的側(cè)邊是同一個內(nèi)側(cè)槽要素，構(gòu)成所述側(cè)邊的內(nèi)側(cè)槽要素的外周側(cè)端部位于所述外周槽要素之間的不連續(xù)部。本發(fā)明的第8發(fā)明的二次電池，所述外周槽要素和所述內(nèi)側(cè)槽要素為所述閥體的表面上形成的槽，所述外周槽要素的槽深比所述內(nèi)側(cè)槽要素的槽深淺。本發(fā)明的第9發(fā)明的二次電池，所述發(fā)電體包括隔著隔板卷繞正極板和負(fù)極板的卷繞組，在所述電池容器內(nèi)填充有電解液。本發(fā)明的第10發(fā)明的二次電池，所述電池容器包括扁平形狀的殼體和塞住所述殼體的開口端的蓋，所述氣體排出閥門設(shè)置在所述蓋上。通過本發(fā)明，能夠防止在氣體排出閥門打開閥門的時候發(fā)生碎片飛散。


圖1是表示本發(fā)明的二次電池的第1實施方式的外觀立體圖。圖2是圖1的二次電池的分解立體圖。圖3是圖1的二次電池的氣體排出閥門的放大圖。圖4是圖3中的氣體排出閥門的俯視圖。圖5是沿圖4中的V-V向視截面圖。圖6是表示圖5中的VI部分的放大圖。圖7是表示圖5中的VII部分的放大圖。圖8是表示圖4的氣體排出閥門開口時的狀態(tài)的立體圖。圖9是沿圖8中的IX-IX向視截面圖。圖10是表示圖9中的X部分的截面圖。圖11是本發(fā)明的二次電池的第2實施方式中的氣體排出閥門的平面圖。圖12是沿圖11中的XII-XII向視截面圖。圖13是表示圖12中的XIII部分的放大圖。圖14是表示圖12中的XIV部分的放大圖。符號說明1 電池殼體3:發(fā)電體6 電池蓋10:氣體排出閥門IOa:凹部IOb:閥體11:內(nèi)側(cè)槽部lla、llb、llc 內(nèi)側(cè)槽要素IlE 外周端部12 外周槽部12S1 S4,12D1 D4 外周槽要素
13A 不連續(xù)部(飛散抑制部)13B 不連續(xù)部(開裂進(jìn)展延遲部)
具體實施例方式針對本發(fā)明的二次電池的實施方式參照附圖進(jìn)行說明。[第1實施方式]圖1所示的二次電池具備構(gòu)成電池容器的殼體1以及蓋6。殼體1內(nèi)容納有發(fā)電體3(圖2)，殼體1被蓋6封住。蓋6焊接于殼體1，構(gòu)成電池容器。蓋6上設(shè)有正極外部端子8A和負(fù)極外部端子8B。通過外部端子8A、8B從發(fā)電體3將電力供給到外部負(fù)荷。此外，外部所發(fā)出的電力通過外部端子8A、8B供給發(fā)電體3。蓋6上一體地設(shè)置有氣體排出閥門10，當(dāng)電池容器內(nèi)的壓力上升時，氣體排出閥門10打開，從內(nèi)部排出氣體，降低電池容器內(nèi)的壓力。由此，二次電池的安全性得到確保。參照圖2，說明容納于二次電池的外殼1內(nèi)的電池的結(jié)構(gòu)。二次電池的殼體1內(nèi)， 隔著絕緣層2容納有發(fā)電體3。發(fā)電體3為隔著隔板將正負(fù)極體卷繞成扁平形狀的電極組， 在卷繞軸的兩端面?zhèn)壬?，設(shè)有未涂布正極混合劑和負(fù)極混合劑的電極泊露出面(圖中未示出)。作為發(fā)電體3的電極泊露出面的正極連接部和負(fù)極連接部，分別連接在正負(fù)極集電板 4A、4B的一端。正負(fù)極集電板4A、4B的另一端分別與正負(fù)極外部端子8A、8B連接。為了使正負(fù)極集電板4A、4B和外部端子8A、8B與蓋6電氣絕緣，在蓋6上設(shè)有墊圈5和絕緣圈7。在蓋6，設(shè)有將電解液注入到殼體1內(nèi)的注液口 9。注液口 9在注入電解液后用注液栓19封住。參照圖3 圖7對氣體排出閥門10進(jìn)行詳細(xì)地說明。氣體排出閥門10比蓋6的板厚更薄地成型，在電池容器內(nèi)的壓力達(dá)到規(guī)定值時會裂開，從而釋放容器內(nèi)部的壓力。蓋6將例如鋁合金板壓制加工成型，氣體排出閥門10在其成型時，一體地成型在比蓋6的外周更內(nèi)側(cè)的位置。即，蓋6的上表面上設(shè)有大致橢圓形狀的凹部10a，氣體排出閥門10由凹部IOa的底面的大致橢圓形狀的薄板10b(參照圖3和圖5)構(gòu)成。薄板IOb 的表面，通過壓制加工形成有內(nèi)側(cè)槽部11和外周槽部12，薄板IOb作為氣體排出閥門的閥體發(fā)揮功能。參照圖3和圖4來說明，外周槽部12由沿著凹部IOa的外周的第1槽要素組12D1、 12D2、第2槽要素組12D3、12D4、第3槽要素組12S1、12S2、和第4槽要素組12S3U2S4構(gòu)成。在構(gòu)成第1槽要素組的槽要素12D1與12D2之間、在構(gòu)成第2槽要素組的槽要素12D3 與12D4之間、在構(gòu)成第3槽要素組的槽要素12S1與12S2之間、在構(gòu)成第4槽要素組的槽要素12S3與12S4之間分別形成有第1不連續(xù)部13A。此外，第1槽要素組 第4槽要素組的各組之間，形成有第2不連續(xù)部13B。如后述所示，第1不連續(xù)部13A具有防止閥門基片分離的作為抑制飛散的功能，第 2不連續(xù)部1 具有延遲裂開從內(nèi)側(cè)槽向外周槽進(jìn)展的裂開進(jìn)展延遲部的功能。內(nèi)側(cè)槽部11為雙Y字形狀的槽，由一條中央槽要素Ila和四條放射槽要素lib構(gòu)成。槽要素Ila在凹部IOa的中央部，沿橢圓的長軸方向延伸。槽要素lib分別從槽要素 Ila的兩端部放射狀地延伸到不連續(xù)部13B。S卩，槽要素lib的端部IlE位于不連續(xù)部13。如圖6、圖7所示，內(nèi)側(cè)槽部11、外周槽部12形成為截面三角形狀，內(nèi)側(cè)槽部11比外周槽部12更深。這是為了保證外周槽部12比內(nèi)側(cè)槽部11延遲裂開。如圖4所示，大致橢圓形狀的薄板IOb的表面被外周槽部12和內(nèi)側(cè)槽部11分割成四個區(qū)域，即梯形形狀的區(qū)域Dl、D2和三角形形狀的區(qū)域Si、S2。兩個梯形形狀的區(qū)域 D1、D2的上底為同一個的內(nèi)側(cè)槽要素11a，梯形形狀的D1、D2的側(cè)邊為與鄰接的三角形形狀的區(qū)域S1、S2的側(cè)邊同一個的內(nèi)側(cè)槽要素lib。梯形區(qū)域D1、D2和三角形區(qū)域Si、S2構(gòu)成為，在電池容器的內(nèi)壓上升到規(guī)定值以上而內(nèi)側(cè)槽部11裂開時，分別以外周槽部12為翻開運(yùn)動旋轉(zhuǎn)軸向容器外方翻開。因此，梯形區(qū)域D1、D2和三角形區(qū)域Si、S2分別被稱為閥門基片。針對上述結(jié)構(gòu)的氣體排出閥門10的動作和作用效果進(jìn)行說明。當(dāng)電池容器內(nèi)部的壓力上升時，閥體IOb向外方膨脹，在內(nèi)側(cè)槽部11產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。內(nèi)壓達(dá)到規(guī)定值以上時，內(nèi)側(cè)槽部11裂開，而閥門基片打開閥門。即，由于容器內(nèi)壓，氣體排出閥門10被分割為兩個梯形區(qū)域D1、D2和兩個三角形區(qū)域Si、S2。S卩，梯形區(qū)域D1、
D2，三角形區(qū)域S1、S2在被分割開的同時，向外側(cè)卷起，由此在氣體排出閥門10產(chǎn)生大的開□。此時，如圖8和圖9所示，梯形區(qū)域Dl、D2向所述橢圓的短軸方向卷起，三角形區(qū)域Si、S2向長軸方向卷起。內(nèi)側(cè)槽部11相對于上述橢圓的短軸、長軸兩個方向為對稱形狀，在全方向均等地裂開。由此，裂開在氣體排出閥門10整個表面上均等地產(chǎn)生，從而順利地氣體排出。放射槽要素lib的外周端部IlE位于外周槽部12的槽要素組之間的不連續(xù)部 13B。放射槽要素lib裂開，龜裂到達(dá)外周端部IlE時，梯形區(qū)域Dl、D2和三角形區(qū)域Si、 S2發(fā)生大變形，向外側(cè)大幅卷起。由此，能夠在氣體排出閥門10上形成大的開口，迅速地排出內(nèi)部的氣體。在以外周槽部12為變形支點(diǎn)的閥門基片的打開閥門動作時，不連續(xù)部1 使放射槽要素lib的龜裂向外周槽部12槽要素的進(jìn)展延遲，在內(nèi)側(cè)槽部11整體產(chǎn)生龜裂時，外周槽部12的槽要素開始龜裂。由此，防止僅梯形區(qū)域Dl、D2，三角形區(qū)域Si、S2的一部分卷起，使得梯形區(qū)域Dl、D2，三角形區(qū)域Si、S2均等地打開。此外，不連續(xù)部13A分別設(shè)置在各槽要素組的一對的槽要素之間，即一對槽要素 12D1、12D2之間、一對槽要素12D3、12D4之間、一對槽要素12S1、12S2之間、一對槽要素 12S3、12S4之間。由于不連續(xù)部13A配置在各槽要素組的中央部，打開閥門時，梯形區(qū)域D1、 D2，三角形區(qū)域Si、S2被保持穩(wěn)定的同時打開閥門。如圖8 圖10所示，氣體排出閥門10足夠大地開口時，梯形區(qū)域Dl、D2，三角形區(qū)域S1、S2在不連續(xù)部13A被支持的同時，向外側(cè)方向發(fā)生大變形，形成足夠大的開口。由此， 在電池容器內(nèi)的壓力達(dá)到規(guī)定值時，能夠不會使閥門基片飛散，迅速地使內(nèi)側(cè)槽部11大幅裂開。如上所述，根據(jù)第1實施方式的排出閥門的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成排出閥門10的閥體IOb不會分解成破片，能夠確保足夠的開口面積。[第2實施方式]接著，參照圖11 圖14對本發(fā)明的二次電池的第2實施方式進(jìn)行說明。第2實施方式將內(nèi)側(cè)槽部11的形狀變更為X字狀。圖中，和第1實施方式相同或相當(dāng)?shù)牟糠指揭酝粯?biāo)記，省略其說明。如圖11所示，內(nèi)側(cè)槽部11在上述橢圓的中心交差，并形成有由相對與長軸、短軸傾斜的對稱的線段IlcUld構(gòu)成的X字狀。由內(nèi)側(cè)槽部11，氣體排出閥門10被分割為以橢圓的中心為頂點(diǎn)，以外周槽部12為底邊的四個三角形區(qū)域Sll S14。當(dāng)電池容器內(nèi)部的壓力上升時，閥體IOb向外方膨脹，在內(nèi)側(cè)槽部11產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。內(nèi)壓達(dá)到規(guī)定值以上時，內(nèi)側(cè)槽部11裂開，三角形區(qū)域的閥門基片Sll S14打開閥門。即，由于容器內(nèi)壓，氣體排出閥門10被分割為四個三角形形狀的閥門基片Sll S14。 即，三角形形狀的閥門基片Sll S14在被分割開的同時，向外側(cè)卷起，由此在氣體排出閥門10產(chǎn)生大的開口。此外，三角形區(qū)域的閥門基片Sll S14以底邊的外周槽部12為支點(diǎn)，向外側(cè)卷起，不連續(xù)部13B斷裂，龜裂向外周槽要素進(jìn)展，閥門基片的翻開運(yùn)動結(jié)束時，閥門基片僅通過不連續(xù)部13A連接支持于閥體的薄板lib。第2實施方式起到與第1實施方式相同的效果。[變形例]本發(fā)明的具有氣體排出閥門的二次電池能夠通過以下變形來實施。(1)氣體排出閥門10與蓋6 —體地形成，但也可以制作成獨(dú)立部件，以覆蓋蓋6的開口的方式設(shè)置。在該情況下，氣體排出閥門10的形狀、功能也可以以與第1實施方式的氣體排出閥門10的相同的方式構(gòu)成。(2)氣體排出閥門10設(shè)置在蓋6上，但也可以在殼體1上一體地形成氣體排出閥門10，或者將獨(dú)立部件的氣體排出閥門安裝在殼體1上。(3)說明了蓋6為鋁制，在以SUS制作蓋的情況下，利用鎳制作氣體排出閥門，以用閥體塞住穿透蓋的氣體排出閥門的方式進(jìn)行安裝。(4)內(nèi)側(cè)槽部11和外周槽部12的截面形狀為三角形，但也可以采用圓弧狀等其它形狀。此外，也可以使內(nèi)側(cè)槽部11和外周槽部12為不同的截面形狀。形狀、強(qiáng)度只需使以氣體排出閥門10的裂開為目的的內(nèi)側(cè)槽部11比外周槽部12先裂開且閥門基片翻開即可。(5)氣體排出閥門10為橢圓形狀，但也可以采用圓形、凸多邊形等各種形狀。此時，外周槽部沿著其外周形狀作為不連續(xù)的環(huán)狀而配置。(6)閥門基片的形狀也不限定于上述實施方式，優(yōu)選閥門基片為以類似開花的方式打開閥門的形狀。(7)除了矩形的二次電池，本發(fā)明也可以適用于設(shè)在圓筒形二次電池的上蓋的氣體排出閥門。(8)內(nèi)側(cè)槽部11和外周槽部12的形狀不被實施方式限定。(9)在上述實施方式，外周槽部12設(shè)置有兩種不連續(xù)部13A、13B，也可以至少作為飛散抑制部只設(shè)置不連續(xù)部13A。以上說明為本發(fā)明的一個示例，本發(fā)明并不限定于上述實施方式和變形例。因此，本發(fā)明為在容納有發(fā)電體的電池容器設(shè)有氣體排出閥門的二次電池，氣體排出閥門包括因電池容器的內(nèi)壓而向外部膨脹的閥體，在閥體，設(shè)有多個用于因所述膨脹而裂開將閥體分割為多個閥門基片的槽，和抑制因所述槽的裂開而打開的多個閥門基片從閥體飛散的飛散抑制部。
權(quán)利要求
1.一種二次電池，在容納有發(fā)電體的電池容器上設(shè)有氣體排出閥門，該二次電池的特征在于所述氣體排出閥門包括因所述電池容器的內(nèi)壓向外部膨脹的閥體， 在所述閥體，設(shè)有多個用于通過所述膨脹而裂開從而將所述閥體分割為多個閥門基片的槽，和抑制因所述槽的裂開而打開的多個閥門基片從所述閥體飛散的飛散抑制部。
2.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于在所述閥體還設(shè)置有延遲部，該延遲部在所述多個槽開始裂開，所述閥門基片變形的過程中，延遲所述槽的裂開的進(jìn)展速度。
3.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于所述多個槽由沿著所述氣體排出閥門的外周設(shè)置的外周槽部和設(shè)置在被所述外周槽部包圍的內(nèi)側(cè)區(qū)域的內(nèi)側(cè)槽部構(gòu)成，所述外周槽部由所述多個槽要素(以下稱為外周槽要素)環(huán)狀地不連續(xù)地配置而構(gòu)成，所述內(nèi)側(cè)槽部由從所述氣體排出閥門的中央部放射狀地延伸的，將所述內(nèi)側(cè)區(qū)域分割成多個閥門基片的多個槽要素(以下稱為內(nèi)側(cè)槽要素)構(gòu)成，其中，所述內(nèi)側(cè)槽要素的外周方向的端部延伸到形成在所述多個外周槽要素之間的不連續(xù)部。
4.如權(quán)利要求3所述的二次電池，其特征在于在所述閥門基片的至少外周側(cè)的一邊，配置有至少一對隔著所述不連續(xù)部配置的外周槽要素，所述飛散抑制部，是配置在所述外周側(cè)的一邊的所述不連續(xù)部。
5.如權(quán)利要求4所述的二次電池，其特征在于所述延遲部，是位于劃分所述閥門基片的所述內(nèi)側(cè)槽要素的外周方向的端部與所述外周槽要素之間的所述不連續(xù)部。
6.如權(quán)利要求3所述的二次電池，其特征在于 所述多個外周槽要素以大致形成橢圓的方式配置，所述多個內(nèi)側(cè)槽要素相對于所述橢圓的長軸、短軸對稱地配置。
7.如權(quán)利要求6所述的二次電池，其特征在于配置所述內(nèi)側(cè)槽要素，以使所述內(nèi)側(cè)區(qū)域被分割為相對于所述長軸對稱地配置的大致梯形形狀的兩個梯形區(qū)域，和在所述長軸方向上分離地配置的大致三角形形狀的兩個三角形區(qū)域，所述兩個梯形的上底是同一個內(nèi)側(cè)槽要素，所述梯形的側(cè)邊與鄰接的三角形形狀的側(cè)邊是同一個內(nèi)側(cè)槽要素，構(gòu)成所述側(cè)邊的內(nèi)側(cè)槽要素的外周側(cè)端部，位于所述外周槽要素之間的不連續(xù)部。
8.如權(quán)利要求3所述的二次電池，其特征在于所述外周槽要素和所述內(nèi)側(cè)槽要素是在所述閥體的表面上形成的槽，所述外周槽要素的槽深比所述內(nèi)側(cè)槽要素的槽深淺。
9.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于所述發(fā)電體包括隔著隔板將正極板和負(fù)極板卷繞的卷繞組，在所述電池容器內(nèi)填充有電解液。
10.如權(quán)利要求9所述的二次電池，其特征在于所述電池容器包括扁平形狀的殼體和塞住所述殼體的開口端的蓋，所述氣體排出閥門設(shè)置在所述蓋上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種設(shè)有氣體排出閥門(10)的二次電池。該氣體排出閥門(10)形成為大致橢圓板狀，沿著其外周形成有外周槽部(12)和外周槽部(12)內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)槽部(11)。當(dāng)電池容器的壓力達(dá)到規(guī)定值時，內(nèi)側(cè)槽部(11)上拉伸應(yīng)力集中并發(fā)生裂開，氣體排出閥門(10)被分割成由放射槽要素(11b)、上底部(11a)和外周槽部(12)所圍繞的兩個梯形區(qū)域D1、D2以及由放射槽要素(11b)和外周槽部(12)所圍繞的兩個三角形區(qū)域S1、S2。由此，梯形區(qū)域D1、D2、三角形區(qū)域S1、S2在被分割開的同時，向外側(cè)卷起，從而在氣體排出閥門(10)產(chǎn)生較大的開口。打開閥門結(jié)束時，由于打開閥門后的各閥門基片通過不連續(xù)部(13A)與閥體(10b)連接，閥門基片不會飛散。
文檔編號H01M2/12GK102170011SQ20111004395
公開日2011年8月31日 申請日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者佐佐木孝, 佐藤豐, 河野龍治, 綱木拓郎 申請人:日立車輛能源株式會社