JPH0789482B2 - 防爆型密閉電池に使用する電池容器の製造方法 - Google Patents
防爆型密閉電池に使用する電池容器の製造方法Info
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- JPH0789482B2 JPH0789482B2 JP61228761A JP22876186A JPH0789482B2 JP H0789482 B2 JPH0789482 B2 JP H0789482B2 JP 61228761 A JP61228761 A JP 61228761A JP 22876186 A JP22876186 A JP 22876186A JP H0789482 B2 JPH0789482 B2 JP H0789482B2
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は防爆型密閉電池に使用する電池容器の製造方法
に関する。
に関する。
塩化チオニル−リチウム電池に代表されるような正極活
物質として塩化チオニル、塩化スルフリル、塩化ホスホ
リルなどのオキシハロゲン化物系液体を用い、負極にリ
チウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属を用
いる液体活物質電池では、ハーメチックシールによる完
全密閉構造をとっているため、密閉性が非常に優れてい
るが、その反面、密閉性が高いために、高温加熱下にさ
らされたり、高電圧で充電されるなどの異常事態に遭遇
したときに、電池の内部圧力が異常に上昇して電池破裂
が生じ、大きな破裂音が発生すると共に、電池内容物が
周囲に飛び散って電池使用機器を汚損するおそれがあ
る。
物質として塩化チオニル、塩化スルフリル、塩化ホスホ
リルなどのオキシハロゲン化物系液体を用い、負極にリ
チウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属を用
いる液体活物質電池では、ハーメチックシールによる完
全密閉構造をとっているため、密閉性が非常に優れてい
るが、その反面、密閉性が高いために、高温加熱下にさ
らされたり、高電圧で充電されるなどの異常事態に遭遇
したときに、電池の内部圧力が異常に上昇して電池破裂
が生じ、大きな破裂音が発生すると共に、電池内容物が
周囲に飛び散って電池使用機器を汚損するおそれがあ
る。
そこで、同様に密閉構造をとるアルカリ電池に関して、
実公昭58−17332号公報や実公昭58−26460号公報に、電
池容器の一部に溝を形成して、電池容器に薄肉の部分を
設け、上記薄肉部のところで電池容器の耐圧力を部分的
に低くし、電池内部の圧力が異常上昇しはじめたとき
に、上記薄肉部が破れて電池破裂因子となる電池内部の
ガスを電池外部に放出させるようにして、高圧での電池
破裂を防止することが提案されていることから、このハ
ーメチックシール構造をとる液体活物質電池において
も、そのような溝形成による防爆機能を備えるようにす
ることが必要であると考えられる。
実公昭58−17332号公報や実公昭58−26460号公報に、電
池容器の一部に溝を形成して、電池容器に薄肉の部分を
設け、上記薄肉部のところで電池容器の耐圧力を部分的
に低くし、電池内部の圧力が異常上昇しはじめたとき
に、上記薄肉部が破れて電池破裂因子となる電池内部の
ガスを電池外部に放出させるようにして、高圧での電池
破裂を防止することが提案されていることから、このハ
ーメチックシール構造をとる液体活物質電池において
も、そのような溝形成による防爆機能を備えるようにす
ることが必要であると考えられる。
ところで、上記のような防爆用の溝形成にあたっては、
プレス成形による方法が採用されるが、液体活物質電池
では正極活物質の強い耐食性に耐えるために電池構成部
材には耐食性が要求され、電池容器には一般にステンレ
ス鋼が採用されるので、電池容器の硬度が高く、これに
プレス成形により溝を形成しようとすると、溝形成用ポ
ンチにかかる荷重が非常に高くなる。
プレス成形による方法が採用されるが、液体活物質電池
では正極活物質の強い耐食性に耐えるために電池構成部
材には耐食性が要求され、電池容器には一般にステンレ
ス鋼が採用されるので、電池容器の硬度が高く、これに
プレス成形により溝を形成しようとすると、溝形成用ポ
ンチにかかる荷重が非常に高くなる。
そのため、形成する溝の断面形状としては、前記実公昭
58−17332号公報にも示されているように、Ｖ字状でそ
の先端、つまり溝の底部を鋭利な状態にするのが、最も
溝形成が容易であると考えられるが、溝の底部を鋭利に
した場合、溝形成用のポンチの先端がすぐに損傷を受け
るので、ポンチの耐久性面から工業的には採用しがた
い。そこで、前記実公昭58−26460号公報に示されてい
るように、断面はＶ字状でも溝の底部に0.1〜0.2mmRの
丸みをつけることによって、溝形成用ポンチの耐久性を
向上させることも考えられるが、本発明者らの研究によ
れば、溝の先端に丸みをつけた場合、単に厚みを薄くし
たという効果が発揮されるだけで、切欠効果などの付加
的な効果がほとんど加わらないため、ステンレス鋼のよ
うに高強度の材質を用いた電池容器では、薄肉部の厚み
をよほど薄くしないかぎり、薄肉部の破壊圧力が低くな
らず、また、塩化チオニル−リチウム電池などのハーメ
チックシール液体活物質電池では、高温で急速に加熱さ
れた場合に安定した防爆機能が発揮されないことも判明
している。
58−17332号公報にも示されているように、Ｖ字状でそ
の先端、つまり溝の底部を鋭利な状態にするのが、最も
溝形成が容易であると考えられるが、溝の底部を鋭利に
した場合、溝形成用のポンチの先端がすぐに損傷を受け
るので、ポンチの耐久性面から工業的には採用しがた
い。そこで、前記実公昭58−26460号公報に示されてい
るように、断面はＶ字状でも溝の底部に0.1〜0.2mmRの
丸みをつけることによって、溝形成用ポンチの耐久性を
向上させることも考えられるが、本発明者らの研究によ
れば、溝の先端に丸みをつけた場合、単に厚みを薄くし
たという効果が発揮されるだけで、切欠効果などの付加
的な効果がほとんど加わらないため、ステンレス鋼のよ
うに高強度の材質を用いた電池容器では、薄肉部の厚み
をよほど薄くしないかぎり、薄肉部の破壊圧力が低くな
らず、また、塩化チオニル−リチウム電池などのハーメ
チックシール液体活物質電池では、高温で急速に加熱さ
れた場合に安定した防爆機能が発揮されないことも判明
している。
そこで、本発明者らは、溝の底部を平坦面にすることに
よって、防爆機能が安定して発揮されるようにしたが、
そのような溝を形成するには、溝形成用ポンチの先端を
平坦にしなければならず、先端を平坦にしたぶんポンチ
にかかる荷重が大きくなり、その結果、ポンチの耐久性
が低下するという問題が発生した。
よって、防爆機能が安定して発揮されるようにしたが、
そのような溝を形成するには、溝形成用ポンチの先端を
平坦にしなければならず、先端を平坦にしたぶんポンチ
にかかる荷重が大きくなり、その結果、ポンチの耐久性
が低下するという問題が発生した。
本発明は、上述した従来の溝形成方法では信頼性の高い
防爆機能を備えた電池容器を得ることができなかった
り、あるいは溝成形用ポンチの耐久性が低く、量産性に
乏しかったという問題点を解決し、溝底部に平坦部を有
する溝形状とした場合においても、量産化を達成し得る
ポンチ寿命での溝形成を可能にすることを目的とする。
防爆機能を備えた電池容器を得ることができなかった
り、あるいは溝成形用ポンチの耐久性が低く、量産性に
乏しかったという問題点を解決し、溝底部に平坦部を有
する溝形状とした場合においても、量産化を達成し得る
ポンチ寿命での溝形成を可能にすることを目的とする。
本発明は、電池容器底部の溝形成部分以外の部分の厚み
方向、つまり溝加工しない部分の構成材料の厚み方向に
拘束力を与えず、かつポンチの溝形成用凸出部の溝形成
角度を50〜80゜にすることによって、形成される溝の底
部構成材料に引張り応力を掛けながらポンチの溝形成用
凸出部を電池容器の底部に押し込んで成形することによ
って、底部に平坦部を有する溝をステンレス鋼製の電池
容器に対しても低いポンチ荷重で形成することを可能に
したものである。
方向、つまり溝加工しない部分の構成材料の厚み方向に
拘束力を与えず、かつポンチの溝形成用凸出部の溝形成
角度を50〜80゜にすることによって、形成される溝の底
部構成材料に引張り応力を掛けながらポンチの溝形成用
凸出部を電池容器の底部に押し込んで成形することによ
って、底部に平坦部を有する溝をステンレス鋼製の電池
容器に対しても低いポンチ荷重で形成することを可能に
したものである。
すなわち、プレス成形による鍛造やコイニング（圧印加
工）は、一般に被成形材料の塑性流動による材料の移動
により行われ、被成形材料の内部組織はファイバフロー
（塑性流動によって生じる繊維状組織）を示す。この
時、成形に必要な力は被成形材料の変形抵抗および成形
用工具との間に生じる摩擦力に打ち勝つ力であって、こ
れら被成形材料の変形抵抗や成形用工具との間の摩擦力
は、両者併わさって成形工具にかかる。そのため、被成
形材料がステンレス鋼のように硬い耐食性金属である場
合に、幅細く、深くコイニングする時は、たとえ溝加工
であっても単位面積当たりの荷重は大きい。
工）は、一般に被成形材料の塑性流動による材料の移動
により行われ、被成形材料の内部組織はファイバフロー
（塑性流動によって生じる繊維状組織）を示す。この
時、成形に必要な力は被成形材料の変形抵抗および成形
用工具との間に生じる摩擦力に打ち勝つ力であって、こ
れら被成形材料の変形抵抗や成形用工具との間の摩擦力
は、両者併わさって成形工具にかかる。そのため、被成
形材料がステンレス鋼のように硬い耐食性金属である場
合に、幅細く、深くコイニングする時は、たとえ溝加工
であっても単位面積当たりの荷重は大きい。
そこで、本発明では、被成形材料である電池容器の変形
抵抗および溝形成用のポンチとの間に生じる摩擦力の両
者を最少にするため、溝加工しない部分の構成材料の厚
み方向に拘束力を与えず、つまり無拘束下で、かつ溝形
成角度を50〜80゜にすることにより、形成される溝の底
部構成材料に引張り応力を掛けながら溝成形用ポンチの
溝形成用凸出部を電池容器の底部に押し込んで溝形成を
行うことによって、底部に平坦部を有する溝を低いポン
チ荷重で形成することを可能にし、溝形成用ポンチの耐
久性を向上させたのである。例えば、これまでは底部に
平坦部を有する溝を形成しようとした場合、ポンチにか
かる荷重は300kg/mm2以上に達したが、本発明によれば
一般潤滑油で240kg/mm2以下のポンチ荷重で溝を形成す
ることが可能である。
抵抗および溝形成用のポンチとの間に生じる摩擦力の両
者を最少にするため、溝加工しない部分の構成材料の厚
み方向に拘束力を与えず、つまり無拘束下で、かつ溝形
成角度を50〜80゜にすることにより、形成される溝の底
部構成材料に引張り応力を掛けながら溝成形用ポンチの
溝形成用凸出部を電池容器の底部に押し込んで溝形成を
行うことによって、底部に平坦部を有する溝を低いポン
チ荷重で形成することを可能にし、溝形成用ポンチの耐
久性を向上させたのである。例えば、これまでは底部に
平坦部を有する溝を形成しようとした場合、ポンチにか
かる荷重は300kg/mm2以上に達したが、本発明によれば
一般潤滑油で240kg/mm2以下のポンチ荷重で溝を形成す
ることが可能である。
上記のようにプレス成形を無拘束下で行うには、溝形成
用ポンチの基盤部が電池容器に接触しないようにするた
め、ポンチの溝形成用凸出部の高さは形成される溝の深
さより大きくすることが必要である。特に無拘束下での
溝形成を安定して行うためには、後に第１図に基づいて
説明するように、溝形成用ポンチの溝形成用凸出部の高
さＨが、電池容器の構成材料の厚み、すなわち、電池容
器の肉厚Ｔおよび溝の形成によって設けられた薄肉部の
厚みｔに対して、Ｈ≧1.5（Ｔ−ｔ）であることが好ま
しい。またポンチの溝形成用凸出部の溝形成角度θ（第
１図参照）を50〜80゜にするのは、溝形成角度が50゜未
満では溝の底部構成材料に与える引張り応力が不充分と
なり、ポンチの溝形成用凸出部にかかる荷重が大きくな
るため、溝形成が困難になり、また溝形成角度が80゜を
超えた場合は溝形成そのものは可能であるが、電池内部
の圧力上昇による電池内部からの加圧力に対する抵抗が
大きくなるため、防爆機能の優れた電池が得られにくく
なるからである。
用ポンチの基盤部が電池容器に接触しないようにするた
め、ポンチの溝形成用凸出部の高さは形成される溝の深
さより大きくすることが必要である。特に無拘束下での
溝形成を安定して行うためには、後に第１図に基づいて
説明するように、溝形成用ポンチの溝形成用凸出部の高
さＨが、電池容器の構成材料の厚み、すなわち、電池容
器の肉厚Ｔおよび溝の形成によって設けられた薄肉部の
厚みｔに対して、Ｈ≧1.5（Ｔ−ｔ）であることが好ま
しい。またポンチの溝形成用凸出部の溝形成角度θ（第
１図参照）を50〜80゜にするのは、溝形成角度が50゜未
満では溝の底部構成材料に与える引張り応力が不充分と
なり、ポンチの溝形成用凸出部にかかる荷重が大きくな
るため、溝形成が困難になり、また溝形成角度が80゜を
超えた場合は溝形成そのものは可能であるが、電池内部
の圧力上昇による電池内部からの加圧力に対する抵抗が
大きくなるため、防爆機能の優れた電池が得られにくく
なるからである。
つぎに本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１〜２図は本発明の方法により電池容器に溝を形成す
る際の状態を示す断面図であり、第１図は溝形成用のポ
ンチを下降させポンチの溝形成用凸出部を電池容器の底
部に押し込んだときの状態の要部拡大断面図であり、第
２図はポンチの下降前の状態における全体の断面図であ
る。
る際の状態を示す断面図であり、第１図は溝形成用のポ
ンチを下降させポンチの溝形成用凸出部を電池容器の底
部に押し込んだときの状態の要部拡大断面図であり、第
２図はポンチの下降前の状態における全体の断面図であ
る。
まず、第２図に基づき全体を説明すると、図中、１は電
池容器で、21は溝形成用のポンチであり、21aはポンチ
の溝形成用凸出部、21bはポンチの基盤部である。上記
電池容器１は、有底円筒状をしており、図面では倒立さ
せた状態で下型22上にのせられている。そして、23はそ
の基台である。電池容器１への溝の形成は、第２図に示
す状態からポンチ21を下降させ、第１図に示すようにポ
ンチ21の溝形成用凸出部21aを電池容器１の底部２に押
し込むことによって溝３が形成される。ポンチ21の溝形
成用凸出部21aの先端21a1は平坦面に形成されており、
それによって形成される溝３の底部は平坦面になる。ポ
ンチ21の溝形成用凸出部21aの溝形成角度θは50〜80゜
に形成されており、そのため、このポンチ21の溝形成用
凸出部21aの先端21a1で押圧された溝底部の構成材料に
は第１図に示すように引張り応力（ｆ）がかかり、しか
も溝加工しない部分には拘束力を与えず、無拘束下にし
ているので、電池容器１の底部２の被成形部分が変形し
やすくなり、該部分の変形抵抗およびポンチの溝形成用
凸出部21aと電池容器１の被成形部分との摩擦力は小さ
くなる。
池容器で、21は溝形成用のポンチであり、21aはポンチ
の溝形成用凸出部、21bはポンチの基盤部である。上記
電池容器１は、有底円筒状をしており、図面では倒立さ
せた状態で下型22上にのせられている。そして、23はそ
の基台である。電池容器１への溝の形成は、第２図に示
す状態からポンチ21を下降させ、第１図に示すようにポ
ンチ21の溝形成用凸出部21aを電池容器１の底部２に押
し込むことによって溝３が形成される。ポンチ21の溝形
成用凸出部21aの先端21a1は平坦面に形成されており、
それによって形成される溝３の底部は平坦面になる。ポ
ンチ21の溝形成用凸出部21aの溝形成角度θは50〜80゜
に形成されており、そのため、このポンチ21の溝形成用
凸出部21aの先端21a1で押圧された溝底部の構成材料に
は第１図に示すように引張り応力（ｆ）がかかり、しか
も溝加工しない部分には拘束力を与えず、無拘束下にし
ているので、電池容器１の底部２の被成形部分が変形し
やすくなり、該部分の変形抵抗およびポンチの溝形成用
凸出部21aと電池容器１の被成形部分との摩擦力は小さ
くなる。
なお、本実施例では、第３図（ａ）に示すように、溝３
はその平面形状が十字状になるように形成するので、溝
形成用ポンチ21の溝形成用凸出部21aは十字状になって
いるが、第１〜２図では簡略化のため、そのようには示
しておらず、溝が直線状に１本形成されるような態様で
示している。
はその平面形状が十字状になるように形成するので、溝
形成用ポンチ21の溝形成用凸出部21aは十字状になって
いるが、第１〜２図では簡略化のため、そのようには示
しておらず、溝が直線状に１本形成されるような態様で
示している。
本実施例では、電池容器１は厚さ0.3mmのステンレス鋼
板で形成されており、ポンチの溝形成用凸出部21aの角
度θは70゜で、該溝形成用凸出部21aの先端21a1は平坦
で、その幅が0.15mmであり、溝３の深さは0.23mmで、溝
の形成によって薄肉にされた部分、つまり溝３の形成に
よって設けられた薄肉部４の厚みは0.07mmで、溝底部3a
には幅0.15mmの平坦部3a1（第４図参照）が形成されて
いるが、一般の潤滑油（例えばマシン油など）を使用し
てプレスを行っても、ポンチの溝構成用凸出部21a先端
にかかる荷重は240kg/mm2以下にすることができ、生産
性の高い溝形成が可能となった。なお、ポンチの溝形成
用凸出部21aの高さは0.7mmであり、溝形成時の押し込み
により電池容器底部の溝加工しない部分が若干盛り上が
るが、それでも該部分の上面とポンチ21の基盤部21bと
の間に0.07mmの空間があいていて無拘束下でのプレス成
形を可能にした。また、形成された溝３の断面形状は第
４図に示すように倒立台形状 である。
板で形成されており、ポンチの溝形成用凸出部21aの角
度θは70゜で、該溝形成用凸出部21aの先端21a1は平坦
で、その幅が0.15mmであり、溝３の深さは0.23mmで、溝
の形成によって薄肉にされた部分、つまり溝３の形成に
よって設けられた薄肉部４の厚みは0.07mmで、溝底部3a
には幅0.15mmの平坦部3a1（第４図参照）が形成されて
いるが、一般の潤滑油（例えばマシン油など）を使用し
てプレスを行っても、ポンチの溝構成用凸出部21a先端
にかかる荷重は240kg/mm2以下にすることができ、生産
性の高い溝形成が可能となった。なお、ポンチの溝形成
用凸出部21aの高さは0.7mmであり、溝形成時の押し込み
により電池容器底部の溝加工しない部分が若干盛り上が
るが、それでも該部分の上面とポンチ21の基盤部21bと
の間に0.07mmの空間があいていて無拘束下でのプレス成
形を可能にした。また、形成された溝３の断面形状は第
４図に示すように倒立台形状 である。
上記のような無拘束下でのプレス成形により溝成形を行
ったときのポンチ寿命は20万回以上であったが、拘束
下、つまり溝形成用ポンチの溝形成用凸出部の高さを形
成する溝の深さと同じにして溝形成を行ったときのポン
チ寿命は５万回にも達しなかった。
ったときのポンチ寿命は20万回以上であったが、拘束
下、つまり溝形成用ポンチの溝形成用凸出部の高さを形
成する溝の深さと同じにして溝形成を行ったときのポン
チ寿命は５万回にも達しなかった。
無拘束下での溝形状を安定して行うには、第１図に示す
ように溝形成用ポンチ21の溝形成用凸出部21aの高さを
Ｈ、電池容器１の肉厚をＴ、薄肉部４の厚みをｔとする
とき、ポンチ21の溝形成用凸出部21aの高さＨが、電池
容器の肉厚Ｔおよび薄肉部の厚みｔに対して、Ｈ≧1.5
（Ｔ−ｔ）であることが好ましい。これは、溝形成時に
溝形成部分の近傍が変形して若干盛り上がる傾向がある
ので、それら溝形成部分以外の部分に対してポンチの基
盤部などによる拘束力を与えず、ポンチの溝形成用凸出
部21aにかかる荷重を安定して小さくするためには、ポ
ンチの溝形成用凸出部21aの高さＨを形成される溝の深
さより大きくしておくことが好ましいからである。
ように溝形成用ポンチ21の溝形成用凸出部21aの高さを
Ｈ、電池容器１の肉厚をＴ、薄肉部４の厚みをｔとする
とき、ポンチ21の溝形成用凸出部21aの高さＨが、電池
容器の肉厚Ｔおよび薄肉部の厚みｔに対して、Ｈ≧1.5
（Ｔ−ｔ）であることが好ましい。これは、溝形成時に
溝形成部分の近傍が変形して若干盛り上がる傾向がある
ので、それら溝形成部分以外の部分に対してポンチの基
盤部などによる拘束力を与えず、ポンチの溝形成用凸出
部21aにかかる荷重を安定して小さくするためには、ポ
ンチの溝形成用凸出部21aの高さＨを形成される溝の深
さより大きくしておくことが好ましいからである。
また、安定した防爆機能を発揮させるためには、溝３は
溝底部3aの平坦部3a1（第４図参照）の幅Ｗを薄肉部４
の厚みｔの1.4〜15倍にするのが好ましい。すなわち溝
底部3aの平坦部3a1の幅Ｗが薄肉部４の厚みｔの1.4倍以
上では、電池の内部圧力が上昇したとき、溝底部3aの端
部3a2に内部圧力による引張力と曲げによる引張力とが
複合してかかるようになり、電池内部の圧力上昇に鋭敏
に対応して溝底部3aの端部3a2のところで引裂破壊が生
じ、安定した防爆機能が発揮させるようになり、また、
溝底部3aの平坦部3a1の幅Ｗが薄肉部の厚みｔの15倍以
下では、電池外部からの力が薄肉部にかかって薄肉部が
防爆弁として作動する以前の段階で破壊されるようなこ
とがほとんど生じないからである。
溝底部3aの平坦部3a1（第４図参照）の幅Ｗを薄肉部４
の厚みｔの1.4〜15倍にするのが好ましい。すなわち溝
底部3aの平坦部3a1の幅Ｗが薄肉部４の厚みｔの1.4倍以
上では、電池の内部圧力が上昇したとき、溝底部3aの端
部3a2に内部圧力による引張力と曲げによる引張力とが
複合してかかるようになり、電池内部の圧力上昇に鋭敏
に対応して溝底部3aの端部3a2のところで引裂破壊が生
じ、安定した防爆機能が発揮させるようになり、また、
溝底部3aの平坦部3a1の幅Ｗが薄肉部の厚みｔの15倍以
下では、電池外部からの力が薄肉部にかかって薄肉部が
防爆弁として作動する以前の段階で破壊されるようなこ
とがほとんど生じないからである。
なお、本実施例では、リード端子の取付位置が安定しや
すいように、電池容器１の底部２の中央部に凸出部2aを
設けているので、溝３を凸出部2aに形成したが、凸出部
2aは必ずしも必要ではなく、電池容器１の底部２は平坦
なものであってもよい。その場合においては、溝３は電
池容器１の平坦な底部２の中央部に設ければよいが、そ
のようにしても、凸出部2aに溝３を設ける場合と比較し
て、防爆機能が低下するようなこともないし、また、プ
レス成形による溝形成に関しても作業性面などで低下を
招くこともない。
すいように、電池容器１の底部２の中央部に凸出部2aを
設けているので、溝３を凸出部2aに形成したが、凸出部
2aは必ずしも必要ではなく、電池容器１の底部２は平坦
なものであってもよい。その場合においては、溝３は電
池容器１の平坦な底部２の中央部に設ければよいが、そ
のようにしても、凸出部2aに溝３を設ける場合と比較し
て、防爆機能が低下するようなこともないし、また、プ
レス成形による溝形成に関しても作業性面などで低下を
招くこともない。
第５図は第１〜２図に基づいて説明した溝形成方法によ
り防爆用の溝が形成された電池容器を用いて組み立てた
塩化チオニル−リチウム電池を示すもので、図中、１は
前述のような溝３の形成により電池に防爆機能を備えさ
せるようにした電池容器である。11はアルカリ金属より
なる負極で、本実施例ではリチウム板を上記電池容器１
の内周面に圧着することにより形成されており、そのた
め、この電池では、電池容器１は負極端子としての機能
を有している。12はセパレータであり、このセパレータ
12はガラス繊維不織布からなり、円筒状をしていて、前
記円筒状の負極11と円柱状の正極13とを隔離している。
正極13はアセチレンブラックを主成分とする炭素質で形
成された炭素多孔質成形体よりなり、14は正極集電体
で、ステンレス鋼棒よりなる。15は電池蓋で、ステンレ
ス鋼で形成されていて、その立ち上がった外周部が電池
容器１の開口端部と溶接により接合され、電池蓋15の内
周側には正極端子17との間にガラス層16が介設されてい
る。ガラス層16は電池蓋15と正極端子17との間を絶縁す
ると共に、その外周面でその構成ガラスが電池蓋15の内
周面に融着し、その内周面でその構成ガラスが正極端子
17の外周面に融着して、電池蓋15と正極端子17との間を
シールし、電池容器１の開口部はいわゆるハーメチック
シールで封口されている。正極端子17はステンレス鋼製
で電池組立時はパイプ状をしていて、電解液注入口とし
て使用され、その上端部を電解液注入後にその中空部内
に挿入された正極集電体14の上部と溶接して封止したも
のである。18は電解液で、この電解液18は塩化チオニル
に支持電解質としての四塩化アルミニウムリチウムを1.
2mol/溶解したもので、塩化チオニルは上記のように
電解液溶媒であると共に、この電池では正極活物質であ
り、正極13の表面で、この塩化チオニルと負極11からイ
オン化したリチウムイオンとが反応を起こす。そして19
および20はそれぞれガラス繊維不織布からなる底部隔離
材と上部隔離材である。
り防爆用の溝が形成された電池容器を用いて組み立てた
塩化チオニル−リチウム電池を示すもので、図中、１は
前述のような溝３の形成により電池に防爆機能を備えさ
せるようにした電池容器である。11はアルカリ金属より
なる負極で、本実施例ではリチウム板を上記電池容器１
の内周面に圧着することにより形成されており、そのた
め、この電池では、電池容器１は負極端子としての機能
を有している。12はセパレータであり、このセパレータ
12はガラス繊維不織布からなり、円筒状をしていて、前
記円筒状の負極11と円柱状の正極13とを隔離している。
正極13はアセチレンブラックを主成分とする炭素質で形
成された炭素多孔質成形体よりなり、14は正極集電体
で、ステンレス鋼棒よりなる。15は電池蓋で、ステンレ
ス鋼で形成されていて、その立ち上がった外周部が電池
容器１の開口端部と溶接により接合され、電池蓋15の内
周側には正極端子17との間にガラス層16が介設されてい
る。ガラス層16は電池蓋15と正極端子17との間を絶縁す
ると共に、その外周面でその構成ガラスが電池蓋15の内
周面に融着し、その内周面でその構成ガラスが正極端子
17の外周面に融着して、電池蓋15と正極端子17との間を
シールし、電池容器１の開口部はいわゆるハーメチック
シールで封口されている。正極端子17はステンレス鋼製
で電池組立時はパイプ状をしていて、電解液注入口とし
て使用され、その上端部を電解液注入後にその中空部内
に挿入された正極集電体14の上部と溶接して封止したも
のである。18は電解液で、この電解液18は塩化チオニル
に支持電解質としての四塩化アルミニウムリチウムを1.
2mol/溶解したもので、塩化チオニルは上記のように
電解液溶媒であると共に、この電池では正極活物質であ
り、正極13の表面で、この塩化チオニルと負極11からイ
オン化したリチウムイオンとが反応を起こす。そして19
および20はそれぞれガラス繊維不織布からなる底部隔離
材と上部隔離材である。
上記のように電池容器の底部に防爆用の溝を形成した塩
化チオニル−リチウム電池を火中に投入し、電池が大き
な破裂音を伴って破裂するか否かを調べた結果を第１表
に示す。比較のため、アルカリ電池で提案されているよ
うな底部に丸みをつけた溝（溝形成角度90゜で、溝底部
の丸み0.2mmR、薄肉部の厚さ0.07mm）を形成した電池容
器を用いた電池についても火中破裂試験を行い、その結
果を第１表に示した。なお、第１表中の「火中破裂電池
個数」の欄の分母は試験に供した電池個数を示し、分子
は火中破裂（防爆機能が作動せず、高圧で大きな破裂音
を伴って電池破裂するもの）を生じた電池個数を示す。
また、溝の形成はいずれもプレス成形により行っている
ので、溝形成後、溝形成による加工硬化を取り除くため
に1010℃で10分間焼鈍した。
化チオニル−リチウム電池を火中に投入し、電池が大き
な破裂音を伴って破裂するか否かを調べた結果を第１表
に示す。比較のため、アルカリ電池で提案されているよ
うな底部に丸みをつけた溝（溝形成角度90゜で、溝底部
の丸み0.2mmR、薄肉部の厚さ0.07mm）を形成した電池容
器を用いた電池についても火中破裂試験を行い、その結
果を第１表に示した。なお、第１表中の「火中破裂電池
個数」の欄の分母は試験に供した電池個数を示し、分子
は火中破裂（防爆機能が作動せず、高圧で大きな破裂音
を伴って電池破裂するもの）を生じた電池個数を示す。
また、溝の形成はいずれもプレス成形により行っている
ので、溝形成後、溝形成による加工硬化を取り除くため
に1010℃で10分間焼鈍した。
第１表に示すように、本発明により溝形成を行った電池
容器を用いて作製した電池では、火中破裂がまったくな
く、優れた防爆機能が発揮された。
容器を用いて作製した電池では、火中破裂がまったくな
く、優れた防爆機能が発揮された。
なお、上記実施例では、溝は平面形状が十字状になるよ
うに形成したが、溝の平面形状はそのような十字状のも
ののみに限られることなく、例えば第６図に示すよう
に、Ｙ字状（第５図（ａ）参照）、アスタリスク（星
印）状（第５図（ｂ）参照）、Ｈ字状（第５図（ｃ）参
照）など、溝が複数本でそれらの溝が少なくとも１箇所
交わっているものがとり得る。特に電池に内圧がかかっ
たときに電池容器の底部で最も変形が大きいのは、中心
部であるため、底部中心に交点を持つ平面形状が十字状
（Ｘ字状）の溝や、Ｙ字状、アスタリスク状の溝が好ま
しい。
うに形成したが、溝の平面形状はそのような十字状のも
ののみに限られることなく、例えば第６図に示すよう
に、Ｙ字状（第５図（ａ）参照）、アスタリスク（星
印）状（第５図（ｂ）参照）、Ｈ字状（第５図（ｃ）参
照）など、溝が複数本でそれらの溝が少なくとも１箇所
交わっているものがとり得る。特に電池に内圧がかかっ
たときに電池容器の底部で最も変形が大きいのは、中心
部であるため、底部中心に交点を持つ平面形状が十字状
（Ｘ字状）の溝や、Ｙ字状、アスタリスク状の溝が好ま
しい。
以上説明したように、本発明では、無拘束下、溝形成角
度を50〜80゜として、プレス成形で電池容器の底部に溝
形成を行うことにより、溝の底部を構成する材料に引張
り応力をかけ、被成形材料の変形抵抗および溝形成用ポ
ンチと被成形材料との間の摩擦力を小さくして、底部に
平坦部を有する溝を量産可能なポンチ寿命で形成するこ
とができた。
度を50〜80゜として、プレス成形で電池容器の底部に溝
形成を行うことにより、溝の底部を構成する材料に引張
り応力をかけ、被成形材料の変形抵抗および溝形成用ポ
ンチと被成形材料との間の摩擦力を小さくして、底部に
平坦部を有する溝を量産可能なポンチ寿命で形成するこ
とができた。
第１〜２図は本発明の方法により電池容器の底部に防爆
用の溝を形成する際の状態を示す図で、第１図は溝形成
用のポンチを下降させポンチの溝形成用凸出部を電池容
器の底部に押し込んだときの状態を示す要部拡大断面図
であり、第２図は溝形成用ポンチの下降前の状態におけ
る全体の断面図である。第３図は本発明の方法により防
爆用の溝が形成された電池容器の一例を示すもので、第
３図（ａ）はその平面図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）
のＸ−Ｘ線における断面図である。第４図は第３図
（ｂ）のＡ部拡大断面図である。第５図は本発明の方法
により防爆用の溝が形成された電池容器を用いた塩化チ
オニル−リチウム電池の一例を示す断面図である。第６
図は本発明の方法により形成される溝の他の例の平面形
状を示すためのもので、上段はそれぞれの電池容器の概
略正面図を示し、下段はそれらの概略底面図を示す。 １……電池容器、２……底部、３……溝、3a……溝の底
部、3a1……平坦部、21……溝形成用ポンチ、21a……溝
形成用凸出部、21a1……先端
用の溝を形成する際の状態を示す図で、第１図は溝形成
用のポンチを下降させポンチの溝形成用凸出部を電池容
器の底部に押し込んだときの状態を示す要部拡大断面図
であり、第２図は溝形成用ポンチの下降前の状態におけ
る全体の断面図である。第３図は本発明の方法により防
爆用の溝が形成された電池容器の一例を示すもので、第
３図（ａ）はその平面図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）
のＸ−Ｘ線における断面図である。第４図は第３図
（ｂ）のＡ部拡大断面図である。第５図は本発明の方法
により防爆用の溝が形成された電池容器を用いた塩化チ
オニル−リチウム電池の一例を示す断面図である。第６
図は本発明の方法により形成される溝の他の例の平面形
状を示すためのもので、上段はそれぞれの電池容器の概
略正面図を示し、下段はそれらの概略底面図を示す。 １……電池容器、２……底部、３……溝、3a……溝の底
部、3a1……平坦部、21……溝形成用ポンチ、21a……溝
形成用凸出部、21a1……先端
Claims (2)
- 【請求項１】電池に防爆機能を備えさせるための溝を電
池容器の底部に形成するにあたり、溝形成用ポンチとし
て、先端が平坦で、かつ溝形成角度が50〜80゜の溝形成
用凸出部を有するポンチを用い、電池容器の底部の溝形
成部分以外の部分の厚み方向に拘束力を与えずに、電池
容器の底部に上記ポンチの溝形成用凸出部を押し込ん
で、底部に平坦部を有する溝を電池容器の底部に形成す
ることを特徴とする防爆型密閉電池に使用する電池容器
の製造方法。 - 【請求項２】溝形成用ポンチの溝形成用凸出部の高さを
Ｈ、電池容器の肉厚をＴ、溝の形成により設けられた薄
肉部の厚みをｔとするとき、上記溝形成用ポンチの溝形
成用凸出部の高さＨが、電池容器の肉厚Ｔおよび薄肉部
の厚みｔに対して、 Ｈ≧1.5（Ｔ−ｔ） であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の防
爆型密閉電池に使用する電池容器の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61228761A JPH0789482B2 (ja) | 1986-09-27 | 1986-09-27 | 防爆型密閉電池に使用する電池容器の製造方法 |
| US07/101,259 US4842965A (en) | 1986-09-27 | 1987-09-25 | Non aqueous electrochemical battery with explosion proof arrangement and a method of the production thereof |
| DE8787114076T DE3779996T2 (de) | 1986-09-27 | 1987-09-26 | Explosionsgeschuetzte anordnung fuer eine nichtwaesserige elektrochemische zelle und verfahren zu ihrer herstellung. |
| EP87114076A EP0266541B1 (en) | 1986-09-27 | 1987-09-26 | Explosion-proof arrangement for a non-aqueous electrochemical cell, and method for the production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61228761A JPH0789482B2 (ja) | 1986-09-27 | 1986-09-27 | 防爆型密閉電池に使用する電池容器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6386244A JPS6386244A (ja) | 1988-04-16 |
| JPH0789482B2 true JPH0789482B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=16881414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61228761A Expired - Lifetime JPH0789482B2 (ja) | 1986-09-27 | 1986-09-27 | 防爆型密閉電池に使用する電池容器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789482B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111054817A (zh) * | 2018-10-17 | 2020-04-24 | 武汉市杰精精密电子有限公司 | 一种用于生产底部带有v槽的防爆电池金属壳模具与工艺 |
-
1986
- 1986-09-27 JP JP61228761A patent/JPH0789482B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6386244A (ja) | 1988-04-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |