JPS6146944B2 - - Google Patents
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- JPS6146944B2 JPS6146944B2 JP55039291A JP3929180A JPS6146944B2 JP S6146944 B2 JPS6146944 B2 JP S6146944B2 JP 55039291 A JP55039291 A JP 55039291A JP 3929180 A JP3929180 A JP 3929180A JP S6146944 B2 JPS6146944 B2 JP S6146944B2
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- Japan
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- sealing body
- thin
- resin
- battery
- battery sealing
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
- H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
- H01M50/154—Lid or cover comprising an axial bore for receiving a central current collector
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Description
本発明は密閉型のアルカリ電池、中性塩電池に
おいて、正常時には密閉作用をなし、電池の内部
圧力が異常に高まつたときには、封口体が部分的
に破れてガス圧を電池外め放出せしめる防爆型電
池のための封口体の製造法に関するものである。 従来、薄肉部を有する封口体としては、すでに
知られているように、封口体の一部に極めて薄い
薄肉部を形成することによつて、エージング期間
中において、電池内に生成したガスを薄肉部のガ
ス拡散作用により逃がし、過度のガス発生時には
電池が爆発する圧力よりも低い圧力で薄肉部が破
れてガスが外部へ逸散する構成となつている。 しかしながら、実際上上記した封口体はポリエ
チレン、ポリプロピレン、ナイロンといつた熱可
塑性樹脂の射出成形によつて作る関係上、薄肉部
といつても、安定で均質な薄膜を量産するために
は、その厚さは0.2〜0.3mm程度が限界であり、そ
れ以下においては樹脂流れが悪くなり、生産性が
極端に低下してしまう欠点があつた。したがつて
薄肉部の耐久圧力も大となり70〜80Kg/cm2以上と
なるのもあつて、電池強度の弱いものは薄肉部の
破壊以前に電池が破裂するという現象があり、防
爆予防の効果に欠けるところがあつた。 そこで、本発明では射出成形の技術上該薄肉部
の厚さが0.2〜0.3mmの限度であつたとしても20〜
40Kg/cm2程度の圧力、すなわち電池破壊力４約70
Kg/cm2以上で封口条件により異る）よりも小さい
圧力で確実に該薄肉部に破壊させることができる
ように封口体を改良することを目的としたもので
ある。 元来、射出成形によつて得られる樹脂体は、そ
の成形時に溶融樹脂が樹脂流入ゲートより拡散し
て該ゲートの対称方向に収束していくが、その結
果として該ゲートの対称方向に樹脂溶接面が生成
する。この面は熱溶融状態の樹脂がもつとも冷却
される方向で会合しているので、強度的には一番
弱い部分となり易い。 本発明者らはこの点に着目して従来の薄肉部に
上記溶接面を形成することにより、薄肉部の耐圧
強度をさらに低下させることができることを見い
出した。 すなわち、封口体の射出成形時において、金型
の樹脂流入ゲートを封口体中心部からみて、円形
又は方形の形状をもつ薄肉部のほゞ反対側方向に
配置させることにより、該薄肉部上に樹脂溶接面
を形成させることができる。樹脂の溶接部は他の
部分より一番低い熱溶融により接着しているの
で、強度的には前述したように他の部分より弱
く、ある一定以上のガス圧下においては、該溶接
面に沿つてひゞ割れが生じ易くなる。 たとえば、封口体材質がポリエチレンで0.2mm
の薄肉部を有するものにおいては、薄肉部の破壊
強度が70〜100Kg/cm2であつたものが、該薄肉部上
に樹脂溶接面を形成したことにより、それが30〜
40Kg/cm2にまで低下した。 このようなことから、薄肉部に溶接面を形成す
ることは、電池防爆上非常に有利となる。 もちろん、現状の薄肉部を有する封口体におい
ては、薄肉部上に溶接面を形成させたものはな
く、本発明においてはじめて実施されたものであ
る。 以下、本発明の実施例によつて説明する。 まず第１図に、本発明における封口体射出成形
用金型のモデル図を示し、第２図には第１図のＡ
―Ｂ線に沿つて成形型のうち下型の成形部の上面
図を示した。この両図において、１は成形型の上
型、２は成形型の下型、３は樹脂流入ゲート、４
は成形部、５は円形の薄肉成形部である。この図
の様な射出成形用金型を造り、ゲート３の位置を
第２図に示すように薄肉部と型中心とを結ぶ線
（）とは対称的の（）線上とした。（）の線
上にゲート３が配置されれば、矢印の方向に溶融
樹脂が流れ、ほゞ（）の線上に樹脂溶接面が形
成される。 この金型によりポリエチレン樹脂で成形した封
口体の断面図を第３図に、又その上面図を第４図
に示した。さらに第５図には上記封口体を用いて
造つたアルカリマンガン電池の断面図を示した。
図中、１１は正極合剤、１２は負極亜鉛、１３は
セパレータ、１４は内ケース、１５は集電子、１
６は封口体、１７は底板、１８は底板にあけたガ
ス排出孔、１９はキヤツプ、２０は絶縁リング、
２１は外装缶、２２は封口体１６に設けた円形の
薄肉部、２３は射出成形時のゲート跡、２４は中
央部穴、２５は樹脂溶接面である。 今、第３図の２２で示す円形薄肉部の大きさが
直径３mmで厚さがそれぞれ0.15mm、0.20mm及び
0.25mmとなるように、金型の薄肉成形部５の間隔
を適当に調整して射出成形した封口体を用いて第
５図に示す構造の電池をそれぞれ10個づつ構成し
た。これらをＡ―１，Ａ―２，Ａ―３とする。ま
た比較例として、樹脂溶接面２６が第４図に示す
薄肉部２２上に形成されないように、ゲート位置
３を第２図に示す（）―（）を結ぶ線とは直
角方向である３―１上とした封口体を上記と同様
に10個づつつくり、それぞれを電池として組立て
た。これをＢ―１，Ｂ―２，Ｂ―３とする。これ
らについて、１Ａの定電流で充電することによつ
て電池内に強制的にガスを発生させ、破壊試験を
行うと同時にそれぞれについて封口体薄肉部の破
壊圧力を測定した。これらの結果を次表に示し
た。
おいて、正常時には密閉作用をなし、電池の内部
圧力が異常に高まつたときには、封口体が部分的
に破れてガス圧を電池外め放出せしめる防爆型電
池のための封口体の製造法に関するものである。 従来、薄肉部を有する封口体としては、すでに
知られているように、封口体の一部に極めて薄い
薄肉部を形成することによつて、エージング期間
中において、電池内に生成したガスを薄肉部のガ
ス拡散作用により逃がし、過度のガス発生時には
電池が爆発する圧力よりも低い圧力で薄肉部が破
れてガスが外部へ逸散する構成となつている。 しかしながら、実際上上記した封口体はポリエ
チレン、ポリプロピレン、ナイロンといつた熱可
塑性樹脂の射出成形によつて作る関係上、薄肉部
といつても、安定で均質な薄膜を量産するために
は、その厚さは0.2〜0.3mm程度が限界であり、そ
れ以下においては樹脂流れが悪くなり、生産性が
極端に低下してしまう欠点があつた。したがつて
薄肉部の耐久圧力も大となり70〜80Kg/cm2以上と
なるのもあつて、電池強度の弱いものは薄肉部の
破壊以前に電池が破裂するという現象があり、防
爆予防の効果に欠けるところがあつた。 そこで、本発明では射出成形の技術上該薄肉部
の厚さが0.2〜0.3mmの限度であつたとしても20〜
40Kg/cm2程度の圧力、すなわち電池破壊力４約70
Kg/cm2以上で封口条件により異る）よりも小さい
圧力で確実に該薄肉部に破壊させることができる
ように封口体を改良することを目的としたもので
ある。 元来、射出成形によつて得られる樹脂体は、そ
の成形時に溶融樹脂が樹脂流入ゲートより拡散し
て該ゲートの対称方向に収束していくが、その結
果として該ゲートの対称方向に樹脂溶接面が生成
する。この面は熱溶融状態の樹脂がもつとも冷却
される方向で会合しているので、強度的には一番
弱い部分となり易い。 本発明者らはこの点に着目して従来の薄肉部に
上記溶接面を形成することにより、薄肉部の耐圧
強度をさらに低下させることができることを見い
出した。 すなわち、封口体の射出成形時において、金型
の樹脂流入ゲートを封口体中心部からみて、円形
又は方形の形状をもつ薄肉部のほゞ反対側方向に
配置させることにより、該薄肉部上に樹脂溶接面
を形成させることができる。樹脂の溶接部は他の
部分より一番低い熱溶融により接着しているの
で、強度的には前述したように他の部分より弱
く、ある一定以上のガス圧下においては、該溶接
面に沿つてひゞ割れが生じ易くなる。 たとえば、封口体材質がポリエチレンで0.2mm
の薄肉部を有するものにおいては、薄肉部の破壊
強度が70〜100Kg/cm2であつたものが、該薄肉部上
に樹脂溶接面を形成したことにより、それが30〜
40Kg/cm2にまで低下した。 このようなことから、薄肉部に溶接面を形成す
ることは、電池防爆上非常に有利となる。 もちろん、現状の薄肉部を有する封口体におい
ては、薄肉部上に溶接面を形成させたものはな
く、本発明においてはじめて実施されたものであ
る。 以下、本発明の実施例によつて説明する。 まず第１図に、本発明における封口体射出成形
用金型のモデル図を示し、第２図には第１図のＡ
―Ｂ線に沿つて成形型のうち下型の成形部の上面
図を示した。この両図において、１は成形型の上
型、２は成形型の下型、３は樹脂流入ゲート、４
は成形部、５は円形の薄肉成形部である。この図
の様な射出成形用金型を造り、ゲート３の位置を
第２図に示すように薄肉部と型中心とを結ぶ線
（）とは対称的の（）線上とした。（）の線
上にゲート３が配置されれば、矢印の方向に溶融
樹脂が流れ、ほゞ（）の線上に樹脂溶接面が形
成される。 この金型によりポリエチレン樹脂で成形した封
口体の断面図を第３図に、又その上面図を第４図
に示した。さらに第５図には上記封口体を用いて
造つたアルカリマンガン電池の断面図を示した。
図中、１１は正極合剤、１２は負極亜鉛、１３は
セパレータ、１４は内ケース、１５は集電子、１
６は封口体、１７は底板、１８は底板にあけたガ
ス排出孔、１９はキヤツプ、２０は絶縁リング、
２１は外装缶、２２は封口体１６に設けた円形の
薄肉部、２３は射出成形時のゲート跡、２４は中
央部穴、２５は樹脂溶接面である。 今、第３図の２２で示す円形薄肉部の大きさが
直径３mmで厚さがそれぞれ0.15mm、0.20mm及び
0.25mmとなるように、金型の薄肉成形部５の間隔
を適当に調整して射出成形した封口体を用いて第
５図に示す構造の電池をそれぞれ10個づつ構成し
た。これらをＡ―１，Ａ―２，Ａ―３とする。ま
た比較例として、樹脂溶接面２６が第４図に示す
薄肉部２２上に形成されないように、ゲート位置
３を第２図に示す（）―（）を結ぶ線とは直
角方向である３―１上とした封口体を上記と同様
に10個づつつくり、それぞれを電池として組立て
た。これをＢ―１，Ｂ―２，Ｂ―３とする。これ
らについて、１Ａの定電流で充電することによつ
て電池内に強制的にガスを発生させ、破壊試験を
行うと同時にそれぞれについて封口体薄肉部の破
壊圧力を測定した。これらの結果を次表に示し
た。
【表】
なお、電池の破壊強度は、充電により電池用に
強制的にガスを発生させると、封口体１６、正極
合剤１１、負極亜鉛１２との間の空隙部の圧力が
上昇し、この圧力がやがて外装缶２１の端部のか
しめ圧力を上回り封口体１６、底板１７及び集電
子１５が外装缶２１より外れて吹き飛んでしまう
際の圧力をいい、電池の一部に細孔を設け、ここ
に圧力ゲージをつないで測定したところ、この場
合の圧力は約70〜80Kg/cm2に分布するものであ
る。 上表の結果から明らかなように本発明の電池Ａ
―１〜Ａ―３によれば、封口体の一部に薄肉部２
２を設け、この薄肉部２２が電池よりも先に破壊
するようにしたので、電池の破壊はまつたくな
く、しかも20〜41Kg/cm2の低圧で薄肉部が破れ、
外観上なんの変化もなくきわめて安全である。ま
た、試験後、本発明による封口体を観察したとこ
ろ、封口体薄肉部の樹脂溶接面に沿つてひゞ割れ
を生じていた。これは樹脂溶接面が丁度半田溶接
のような状態となつて、他の部分よりも弱くなつ
ているからであるが電池ケースの封口等に何ら影
響を与えない。 逆に、従来のものにおいては、電池が破裂した
ものがあり、分解による観察でも薄肉部が破れて
いなかつた。 以上のことから、本発明は電池防爆上きわめて
有効であることが明らかである。また、この場合
には、ポリエチレン製封口体で説明したが、ナイ
ロン、ポリプロピレン、ポリスルフオンなどの熱
可塑性樹脂によつてもまつたく同等の効果があつ
た。さらに封口体薄肉部の形状をこの場合には円
形で均一厚さのものとしたが、必ずしもこの形状
にはこだわらず、長円、だ円形や四角形等の方形
とし、その一部に肉厚的に薄い部分があれば、同
様の防爆安全機能が期待できる。 以上により、本発明の製造法による封口体は従
来の薄肉部をもつそれとは本質的に異なるすぐれ
た電池防爆機能を有し、しかも量産性にすぐれた
ものである。
強制的にガスを発生させると、封口体１６、正極
合剤１１、負極亜鉛１２との間の空隙部の圧力が
上昇し、この圧力がやがて外装缶２１の端部のか
しめ圧力を上回り封口体１６、底板１７及び集電
子１５が外装缶２１より外れて吹き飛んでしまう
際の圧力をいい、電池の一部に細孔を設け、ここ
に圧力ゲージをつないで測定したところ、この場
合の圧力は約70〜80Kg/cm2に分布するものであ
る。 上表の結果から明らかなように本発明の電池Ａ
―１〜Ａ―３によれば、封口体の一部に薄肉部２
２を設け、この薄肉部２２が電池よりも先に破壊
するようにしたので、電池の破壊はまつたくな
く、しかも20〜41Kg/cm2の低圧で薄肉部が破れ、
外観上なんの変化もなくきわめて安全である。ま
た、試験後、本発明による封口体を観察したとこ
ろ、封口体薄肉部の樹脂溶接面に沿つてひゞ割れ
を生じていた。これは樹脂溶接面が丁度半田溶接
のような状態となつて、他の部分よりも弱くなつ
ているからであるが電池ケースの封口等に何ら影
響を与えない。 逆に、従来のものにおいては、電池が破裂した
ものがあり、分解による観察でも薄肉部が破れて
いなかつた。 以上のことから、本発明は電池防爆上きわめて
有効であることが明らかである。また、この場合
には、ポリエチレン製封口体で説明したが、ナイ
ロン、ポリプロピレン、ポリスルフオンなどの熱
可塑性樹脂によつてもまつたく同等の効果があつ
た。さらに封口体薄肉部の形状をこの場合には円
形で均一厚さのものとしたが、必ずしもこの形状
にはこだわらず、長円、だ円形や四角形等の方形
とし、その一部に肉厚的に薄い部分があれば、同
様の防爆安全機能が期待できる。 以上により、本発明の製造法による封口体は従
来の薄肉部をもつそれとは本質的に異なるすぐれ
た電池防爆機能を有し、しかも量産性にすぐれた
ものである。
第１図は本発明の実施例で用いた封口体成形型
の断面図、第２図は第１図Ａ―Ｂ線に沿つた平面
図、第３図は封口体の断面図、第４図は同上面
図、第５図は同封口体を用いて封口したアルカリ
ヤンガン電池の断面図を示す。 １…成形型の上型、２…成形型の下型、３…樹
脂流入ゲート、４…成型空間、５…円形薄肉成形
部、２２…円形の薄肉部、２３…射出成形時のゲ
ート跡、２５…樹脂溶接面。
の断面図、第２図は第１図Ａ―Ｂ線に沿つた平面
図、第３図は封口体の断面図、第４図は同上面
図、第５図は同封口体を用いて封口したアルカリ
ヤンガン電池の断面図を示す。 １…成形型の上型、２…成形型の下型、３…樹
脂流入ゲート、４…成型空間、５…円形薄肉成形
部、２２…円形の薄肉部、２３…射出成形時のゲ
ート跡、２５…樹脂溶接面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 発電要素と内蔵した正極ケースの開口部を封
口する一部に薄肉部を有した熱可塑性樹脂からな
る環状の電池用封口体の製造法であつて、この電
池用封口体はその側縁部が正極ケース及び負極集
電体を兼ねた底板によつて狭持され、中央部に負
極と前記底板を電気導通するための集電子が貫通
する穴を有し、側縁部と中央部との間の一部に設
けられた薄肉部の形状が円形又は方形であり、か
つ封口体の射出成形型がその樹脂流入ゲートを封
口体中心部からみて、前記薄肉部と対称の範囲内
に形成されていて、この樹脂流入ゲートより溶融
樹脂を流入して左右方向に樹脂を流通させ前記薄
肉部の中に溶融樹脂の会合面が生成するように
し、樹脂溶接面を薄肉部上に形成することを特徴
とした電池用封口体の製造法。 ２ 前記熱可塑性樹脂がポリエチレン、ポリアミ
ド、ポリプロピレン及びポリスルフオンからなる
群より選択したいずれかである特許請求の範囲第
１項に記載の電池封口体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3929180A JPS56136453A (en) | 1980-03-26 | 1980-03-26 | Production of sealing material for battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3929180A JPS56136453A (en) | 1980-03-26 | 1980-03-26 | Production of sealing material for battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56136453A JPS56136453A (en) | 1981-10-24 |
| JPS6146944B2 true JPS6146944B2 (ja) | 1986-10-16 |
Family
ID=12549043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3929180A Granted JPS56136453A (en) | 1980-03-26 | 1980-03-26 | Production of sealing material for battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56136453A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58121425A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-19 | Toshiba Corp | 電力用静止形無効電力補償装置 |
| JPS60218773A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-11-01 | Sanyo Electric Co Ltd | 密閉型アルカリ蓄電池 |
| US6042967A (en) * | 1998-07-29 | 2000-03-28 | Duracell Inc | End cap seal assembly for an electrochemical cell |
-
1980
- 1980-03-26 JP JP3929180A patent/JPS56136453A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56136453A (en) | 1981-10-24 |
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