(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒形の電池ケース（１）と、この電池ケース（１）に収納された発電要素と、該発電要素の一方の電極に接続されたリードタブ（２）と、該リードタブ（２）と電気的に接続され該電池ケース（１）の開口部を絶縁性の筒状ガスケット（８）を介して塞ぐ蓋要素とからなり、該蓋要素はガス抜き孔を有する金属製の端子板（３）と可撓性を有し破断しやすい中間感圧板（５）とガス透過孔（６ａ）を有する絶縁性の固定板（６）とを順次積層するとともにこれらの外周部を筒状の該ガスケット（８）で包被し、該リードタブ（２）の先端部を該固定板（６）に止着された導電部材（７）に接続するとともに該導電部材（７）を該中間感圧板（５）に溶接してなる防爆機能を有する電池において、該固定板（６）は該中間感圧板（５）よりも小径にしてその周縁部が肉厚に形成されてなり、該ガスケット（８）は積層された該端子板（３）と該中間感圧板（５）の外周部を囲繞してなる断面Ｃ形湾曲部（８ａ）の下方部が該固定板（６）の外周部を抱持する断面Ｌ形屈曲部（８ｄ）に一体的に連接してなり、該断面Ｌ形屈曲部（８ｄ）が周方向に間隔を置いて所定間隔で形成されてなることを特徴とする防爆機能を有する電池。
【請求項２】
有底筒形の電池ケース（１）と、この電池ケース（１）に収納された発電要素と、該発電要素の一方の電極に接続されたリードタブ（２）と、該リードタブ（２）と電気的に接続され該電池ケース（１）の開口部を絶縁性の筒状ガスケット（８）を介して塞ぐ蓋要素とからなり、該蓋要素はガス抜き孔を有する金属製の端子板（３）と可撓性を有し破断しやすい中間感圧板（５）とガス透過孔（６ａ）を有する絶縁性の固定板（６）とを順次積層するとともにこれらの外周部を筒状の該ガスケット（８）で包被し、該リードタブ（２）の先端部を該固定板（６）に止着された導電部材（７）に接続するとともに該導電部材（７）を該中間感圧板（５）に溶接してなる防爆機能を有する電池において、該固定板（６）は該中間感圧板（５）よりも小径にしてその周縁部が肉厚に形成されてなり、該ガスケット（８）は積層された該端子板（３）と該中間感圧板（５）の外周部を囲繞してなる断面Ｃ形湾曲部（８ａ）の下方部が該固定板の外周部を抱持する垂直壁部（８ｂ）と水平壁部（８ｃ）とからなる断面Ｌ形屈曲部（８ｄ）に一体的に連接してなり、該ガスケット（８）の該垂直壁部（８ｂ）の肉厚を該断面Ｃ形湾曲部（８ａ）の底部（８ｅ）の厚みの１５〜７０％の範囲としてなることを特徴とする防爆機能を有する電池。
【請求項３】
有底筒形の電池ケース（１）と、この電池ケース（１）に収納された発電要素と、該発電要素の一方の電極に接続されたリードタブ（２）と、該リードタブ（２）と電気的に接続され該電池ケース（１）の開口部を絶縁性の筒状ガスケット（８）を介して塞ぐ蓋要素とからなり、該蓋要素はガス抜き孔を有する金属製の端子板（３）と可撓性を有し破断しやすい中間感圧板（５）とガス透過孔（６ａ）を有する絶縁性の固定板（６）とを順次積層するとともにこれらの外周部を筒状の該ガスケット（８）で包被し、該リードタブ（２）の先端部を該固定板（６）に止着された導電部材（７）に接続するとともに該導電部材（７）を該中間感圧板（５）に溶接してなる防爆機能を有する電池において、該固定板（６）は該中間感圧板（５）よりも小径にしてその周縁部が肉厚に形成されてなり、該ガスケット（８）は積層された該端子板（３）と該中間感圧板（５）の外周部を囲繞してなる断面Ｃ形湾曲部（８ａ）の下方部が該固定板の外周部を抱持する垂直壁部（８ｂ）と水平壁部（８ｃ）とからなる断面Ｌ形屈曲部（８ｄ）に一体的に連接してなり、該ガスケット（８）の該垂直壁部（８ｂ）の内周面と該固定板（６）の外周面との間に補強リング（１１）を介装してなることを特徴とする防爆機能を有する電池。
【請求項４】
有底筒形の電池ケース（１）と、この電池ケース（１）に収納された発電要素と、該発電要素の一方の電極に接続されたリードタブ（２）と、該リードタブ（２）と電気的に接続され該電池ケース（１）の開口部を絶縁性の筒状ガスケット（８）を介して塞ぐ蓋要素とからなり、該蓋要素はガス抜き孔を有する金属製の端子板（３）と可撓性を有し破断しやすい中間感圧板（５）とガス透過孔（６ａ）を有する絶縁性の固定板（６）とを順次積層するとともにこれらの外周部を筒状の該ガスケット（８）で包被し、該リードタブ（２）の先端部を該固定板（６）に止着された導電部材（７）に接続するとともに該導電部材（７）を該中間感圧板（５）に溶接してなる防爆機能を有する電池において、該固定板（６）は該中間感圧板（５）よりも小径にしてその周縁部が肉厚に形成されてなり、該ガスケット（８）は積層された該端子板（３）と該中間感圧板（５）の外周部を囲繞してなる断面Ｃ形湾曲部（８ａ）の下方部が該固定板の外周部を抱持する垂直壁部（８ｂ）と水平壁部（８ｃ）とからなる断面Ｌ形屈曲部（８ｄ）に一体的に連接してなり、該ガスケット（８）の該垂直壁部（８ｂ）の内周面と該固定板（６）の外周面との間に該断面Ｃ形湾曲部（８ａ）の底部（８ｅ）の厚みの２０％以上の間隔の空隙（ｄ４）を設けてなることを特徴とする防爆機能を有する電池。
【請求項５】
有底筒形の電池ケース（１）と、この電池ケース（１）に収納された発電要素と、該発電要素の一方の電極に接続されたリードタブ（２）と、該リードタブ（２）と電気的に接続され該電池ケース（１）の開口部を絶縁性の筒状ガスケット（８）を介して塞ぐ蓋要素とからなり、該蓋要素はガス抜き孔を有する金属製の端子板（３）と可撓性を有し破断しやすい中間感圧板（５）とガス透過孔（６ａ）を有する絶縁性の固定板（６）とを順次積層するとともにこれらの外周部を筒状の該ガスケット（８）で包被し、該リードタブ（２）の先端部を該固定板（６）に止着された導電部材（７）に接続するとともに該導電部材（７）を該中間感圧板（５）に溶接してなる防爆機能を有する電池において、
該固定板（６）の上面に浅い凹部（６ｂ）を設けるとともに、該凹部（６ｂ）の内周部に係合可能な下方突部（５ｂ）を該中間感圧板（５）に設け、かつ該下方突部（５ｂ）は中間感圧板（５）の所定半径の円周上に所定間隔で形成してその下面側の外周端部を固定板（６）の凹部（６ｂ）の外周端部と一致させてなることを特徴とする防爆機能を有する電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、防爆機能を有する電池に関し、特に、リチウムイオン二次電池などの高エネルギー密度の電池を対象とした技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高エネルギー密度の電池は一般に防爆機能を有しており、この防爆機能としては▲１▼内圧解放機能、▲２▼感圧遮断機能等がある。内圧解放機能は、電池ケース内の圧力が異常上昇した時に電池内のガスを外部に放出して爆発を防ぐものであり、感圧遮断機能は、電池ケース内の圧力が異常上昇した時に充電電流または放電電流を電池内部で遮断し、異常充電または異常放電が継続するのを防ぐものである。
【０００３】
高エネルギー密度のリチウムイオン二次電池の多くは、内圧解放機能を備えているとともに感圧遮断機能を有しており、短絡や過充電などの異常な状態になったとき、感圧遮断機能が働いて充電または放電を停止させるとともに内圧解放機能が働くように設計されている。この種の電池を設計する上できわめて重要なことは、高精度で信頼性の高い防爆機能をできるだけコンパクトに、かつ量産性の高い構造で実現し、電池の補助的な付帯機能としてごく安価なものにすることである。
【０００４】
内圧解放機能と感圧遮断機能を備えた電池の代表的な構造が特開平２−２８８０６３号公報に示されている。この電池は、有底円筒形の金属製電池ケースと、電池ケースに収納された発電要素と、電池ケースの開口部を塞ぐ蓋要素とから基本的に構成されるが、内圧解放機能と感圧遮断機能は蓋要素に備えられている。蓋要素は、ガス抜き穴のある外部端子板と、撓みやすくて破断しやすい薄い金属板からなる中間感圧板と、リードストリッパと呼ぶ絶縁板を備えている。電池ケース内の圧力が中間感圧板に作用し、圧力が高くなると中間感圧板が外側に撓み、設定圧力以上になると中間感圧板が破断し、外部端子板のガス抜き穴からガスが放出される。これが内圧解放機能である。
【０００５】
また、発電要素の一方の電極に接続されているリードタブが前記絶縁板の中央の小穴ごしに中間感圧板の中央突部に溶接されており、電池の内圧が異常上昇すると、中間感圧板が外側に膨らむように変形するためリードタブは中間感圧板との溶接が剥離して外部端子板につながる導電経路が遮断される。これが感圧遮断機能である。
【０００６】
前述した特開平２−２８８０６３号公報においては、蓋要素の構成部品である中間感圧板と絶縁板とを中間嵌合体により仮組みする構成とし、リードタブと中間感圧板の超音波溶接工程を容易化・高精度化し、さらに蓋要素の組立および電池ケースへの取り付けを容易化するように工夫している。しかし、つぎのような理由で量産性および組立精度の面でまったく不十分である。
【０００７】
まず、中間感圧板にリードタブを溶接してから蓋要素を組立てるという工程が著しく面倒だという問題がある。つまり、電池ケースに収納した発電要素の一方の電極に接続されているリードタブをケース外に引き出し、そのリードタブと中間嵌合体で仮組みされた状態の中間感圧板とを溶接し、その後、リードタブで電池ケース側とつながった状態の中間感圧板の上面側に外部端子板を重ね、中間感圧板の外周部分をかしめて外部端子板と一体化し、さらにこれらの外周に封口ガスケットを装着することになる。この作業全体が非常にハンドリングの難しい工程となり、量産性を上げるのが困難である。
【０００８】
また、中間感圧板の中央突部を絶縁板の小穴にはめ込み、小穴ごしに突部にリードタブを溶接する作業自体も面倒であり、精度を上げるのが難しい。さらに、中間感圧板の中央突部にリードタブを溶接した後で、中間感圧板の外周部分をかしめ加工して外部端子板を一体化するが、このかしめ工程での機械的ストレスが中間感圧板のリードタブ溶接点にも作用し、溶接点が剥がれかかることがあり、そのため最終的に溶接強度がばらつく。
【０００９】
さらに、リードタブは一般に３mm程度の幅を有するリボン状の板で柔軟性を有することから、電池内圧が上昇して中間感圧板が変形するときこれに伴ってリードタブが中間嵌合体の小孔内に引きずり込まれてしまって所定の内圧に対して確実に剥離しない場合が生じる。
【００１０】
以上のようなことから、感圧遮断機能の動作精度および信頼性が低下するなどの不具合が発生する虞があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、前述したような不具合を解決するものとして、本出願人が既に出願した特願平８−０２８８８７号の明細書及び図面には、図７（ａ）、（ｂ）の要部縦断面図に示すような防爆機能を有する電池が記載されており、この電池の基本構成は、電池の一方の電極をなす有底円筒形の金属製電池ケース１と、この電池ケース１に収装された発電要素（図示略）と、この発電要素の一方の電極に接続されたリードタブ２と、リードタブ２と電気的に接続され電池ケース１の開口部を塞ぐ蓋要素とからなる。
【００１２】
蓋要素は、電池の他方の電極をなす剛性の比較的大きな金属製の端子板３と、正温度特性の感温抵抗素子（ＰＣＴ素子）４と、撓みやすい金属板からなる中間感圧板５と、絶縁性の固定板６と、上方に突出する突部７ａおよび鍔部７ｂからなる導電部材７と、絶縁性の筒状ガスケット８とを有している。端子板３はガス抜き孔３ａがそれぞれ形成され、固定板６は、図８の平面図及び図９の断面図に示すように、上面に浅い凹部６ｂが形成されるとともにガス透過孔６ａが形成されており、中間感圧板５は所定の内圧で破断するように薄肉部５ａが形成されている。導電部材７は円形の板の中央を円錐台形状に突出させた突部７ａとその外周部からなる鍔部７ｂからなり、固定板６に埋設されて一体化されている。その突部７ａの頂部は固定板６の上面側に露出するとともに固定板６の下面側に鍔部７ｂの下面が露出している。ガスケット８は、図７（ａ）、図１０（ａ）の平面図、同図（ｂ）の縦断面図および同図（ｃ）の要部縦断面図に示すように、断面Ｃ形湾曲部８ａとこれの下方部に一体的に連らなって接続された断面Ｌ形屈曲部８ｄから構成され、この屈曲部８ｄは垂直壁部８ｂと水平壁部８ｃとから構成される。
【００１３】
このような蓋要素を電池ケース１の開口部への組み付けるにあたり、先ず固定板６に埋設された導電部材７と中間感圧板５とを予め超音波溶接しておく。このとき、溶接点７ｃを十分強固に溶接して、内圧が上昇して導電経路の遮断時に、中間感圧板５と導電部材７との溶接点７ｃを剥離させるといった構成にせず、導電部材７の溶接点７ｃの周囲を破断させる構成とする。
【００１４】
そして、中間感圧板５の下面中央に対して導電部材７の突部７ａ上面を局部的に溶接する一方、電池ケース１の開口部に予めビーディング加工により縮径されてできた段部１ａの上面にガスケット８を嵌入しておく。そして、リードタブ２を導電部材７の鍔部７ｂの下面に超音波溶接して、ガスケット８の断面Ｌ形屈曲部８ｄ内に、導電部材７が埋設された固定板６及び中間感圧板５をはめ込む。次に、断面Ｃ形湾曲部８ａ内に感温抵抗素子４と端子板３とを順次はめ込み、最後に、電池ケース１の開口部を内側にかしめてガスケット８のＣ形湾曲部８ａを圧縮することにより、この湾曲部８ａを介して端子板３、感温抵抗素子４及び中間感圧板５の周縁部を電池ケース１の開口端部と段部１ａとの間で挾持し、電池ケース１を密封する。
【００１５】
以上説明したような電池にあっては、発電要素の一方の電極はリードタブ２により導電部材７に接続され、導電部材７は突部７ａの上面の頂部７ｃ（溶接点）で中間感圧板５に接続され、中間感圧板５は感温抵抗素子４を介して端子板３に接続されている。この端子板３は、電池の開口部を封口し、これに負荷回路が接続されることになる。
【００１６】
このような構成の電池の使用にあたり、過放電、過充電等により内部にガスが発生すると、電池ケース１内のガス圧力は固定板６のガス透過孔６ａを通じて中間感圧板５に作用する。内圧が異常上昇すると、図７（ｂ）に示すように、中間感圧板５が外側へ膨らむように変形し、導電部材７の溶接点７ｃの周囲が破断される。このことにより、端子板３につながる充電または放電電流回路（導電経路）が遮断される（感圧遮断機能）。中間感圧板５がさらに大きく変形するとついにはその薄肉部５ａが破断し、電池ケース１内のガスが外部に放出される（内圧解放機能）。また、電池に接続されている外部回路が短絡されたりして大電流が流れ、電池の温度が異常上昇すると、端子板３につながる充電または放電電流回路中に挿入されている感温抵抗素子４の抵抗値が増大し、充電または放電電流を減少させる（感温遮断機能）。
【００１７】
また以上の構成によれば、前述したような、中間感圧板にリードタブを溶接してから蓋要素を組立てるという工程や、中間感圧板の中央突部を絶縁板の小穴にはめ込み小穴ごしに突部にリードタブを溶接する作業をなくすことができ、感圧遮断機能の動作精度および信頼性を向上させるようにしている。
【００１８】
しかしながら、前述したような防爆機能を有する電池にあっては、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、その組立時においてガスケット８のＣ形湾曲部８ａが電池ケース１の開口部と段部１ａとの間で圧縮されると、ガスケット８の断面Ｃ形湾曲部８ａの底部８ｅが電池ケース１の段部１ａ上を摺動しながら内方に押し出されてくる。これに伴ってガスケット８の断面Ｌ形屈曲部８ｄが内方へ押圧されるが、この屈曲部８ｄの内周面は固定板６の外周面に密着した状態にあるため、この内周面は固定板６の外周面に圧接しつつ下方にずれていく。つまり、ガスケット８の底部８ｅが電池ケース１の段部１ａと中間感圧板５等の蓋部材との間に挾まれているため、内方へ押されたガスケット８の屈曲部８ｄの内周面はどうしても固定板６の外周面に圧接しつつ下方へ逃げていってしまうのである。
【００１９】
前述したように、電池の異常な上昇による導電経路の遮断にあたっては、中間感圧板５と導電部材７との溶接点７ｃを剥離させるといった構成にせず、導電部材７の溶接点７ｃの周囲を破断させる構成にしているため、溶接点７ｃの十分な強度が必要とされ、これが低下するようなことは必ず避けなければならない。
【００２０】
ところが前述したように、ガスケット８の屈曲部８ｄの内周面が固定板６の外周面に圧接してしつつ下方へずれていくことにより、固定板６を下方へ移動させる力が加わる。このため、固定板６に埋設された導電部材７と中間感圧板５との溶接点７ｃに対して有害な力が加わりその強度を低下させてしまい、最悪の場合には、図１１（ｂ）に示すように導電部材７の溶接点７ｃの周囲が破断して導電経路が遮断してしまうことが考えられ、電池内圧の異常な上昇に対する導電経路の遮断精度の向上が図れないといった問題があった。
【００２１】
また、固定板６に埋設された導電部材７と中間感圧板５との溶接時の位置決め精度を向上させるため、固定板６の外径を大きめにしたり、ガスケット８の屈曲部８ｄの内径を小さめにしたりして固定板６とガスケット８の屈曲部８ｄとの嵌め合いをきつくすると、前述したように、その組立時においてガスケット８の屈曲部８ｄが固定板６を下方へ移動させる力を加えてしまい、導電経路の遮断精度の向上が図れない。そこで反対に、固定板６とガスケット８の屈曲部８ｄとの嵌め合いを緩くすれば、緩い分だけ固定板６が位置ずれし易くなり、導電部材７と中間感圧板５との位置決めがやりにくくなり、両者の溶接作業が面倒となる。このため、これらを溶接しやすいように固定板６と屈曲部８ｄとの嵌合精度を上げるためガスケット８の断面Ｌ形屈曲部８ｄの寸法精度に極めて注意を払わなくてはならなくなり、この点、非常に面倒であった。
【００２２】
この発明は前述した問題点に鑑みなされたもので、その目的は、導電経路の遮断精度が向上し、感圧遮断機能の信頼性を向上できる防爆機能を有する電池を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に係る本発明では、有底筒形の電池ケースと、この電池ケースに収納された発電要素と、前記発電要素の一方の電極に接続されたリードタブと、前記リードタブと電気的に接続され前記電池ケースの開口部を絶縁性の筒状ガスケットを介して塞ぐ蓋要素とからなり、前記蓋要素はガス抜き孔を有する金属製の端子板と可撓性を有し破断しやすい中間感圧板とガス透過孔を有する絶縁性の固定板とを順次積層するとともにこれらの外周部を筒状の前記ガスケットで包被し、前記リードタブの先端部を前記固定板に止着された導電部材に接続するとともに前記導電部材を前記中間感圧板に溶接してなる防爆機能を有する電池において、前記固定板は前記中間感圧板よりも小径にしてその周縁部が肉厚に形成されてなり、前記ガスケットは積層された前記端子板と前記中間感圧板の外周部を囲繞してなる断面Ｃ形湾曲部の下方部が前記固定板の外周部を抱持する断面Ｌ形屈曲部に一体的に連接してなり、前記断面Ｌ形屈曲部が周方向に間隔を置いて所定間隔で形成されてなる。
【００２４】
前記目的を達成するため請求項２に係る本発明では、前記ガスケットは積層された前記端子板と前記中間感圧板の外周部を囲繞してなる断面Ｃ形湾曲部の下方部が前記固定板の外周部を抱持する垂直壁部と水平壁部とからなる断面Ｌ形屈曲部に一体的に連接してなり、前記ガスケットの前記垂直壁部の肉厚を前記断面Ｃ形湾曲部の底部の厚みの１５〜７０％の範囲とする。
【００２５】
また前記目的を達成するため請求項３に係る本発明では、前記ガスケットの前記垂直壁部の内周面と前記固定板の外周面との間に補強リングを介装する。
【００２６】
さらに前記目的を達成するため請求項４に係る本発明では、前記ガスケットの前記垂直壁部と前記固定板の外周面との間に前記断面Ｃ形湾曲部の底部の厚みの２０％以上の間隔の空隙を設ける。
【００２７】
さらにまた前記目的を達成するため請求項５に係る本発明では、別構成として、有底筒形の電池ケースと、この電池ケースに収納された発電要素と、前記発電要素の一方の電極に接続されたリードタブと、前記リードタブと電気的に接続され前記電池ケースの開口部を絶縁性の筒状ガスケットを介して塞ぐ蓋要素とからなり、前記蓋要素はガス抜き孔を有する金属製の端子板と可撓性を有し破断しやすい中間感圧板とガス透過孔を有する絶縁性の固定板とを順次積層するとともにこれらの外周部を筒状の前記ガスケットで包被し、前記リードタブの先端部を前記固定板に止着された導電部材に接続するとともに前記導電部材を前記中間感圧板に溶接してなる防爆機能を有する電池において、前記固定板の上面に浅い凹部を設けるとともに、前記凹部の内周部に係合可能な下方突部を前記中間感圧板に設ける。
【００２８】
以上の構成の本発明にあっては、次のような作用を奏する。
【００２９】
請求項１に係る本発明にあっては、固定板の外周部を抱持する断面Ｌ形屈曲部が周方向に間隔を置いて所定間隔で形成されているので、電池の組立時にガスケットが電池ケースの開口端部で圧縮されてこれら屈曲部が内方へ押圧されても、これら屈曲部が僅かに外方に変形するに留まり、固定板を下方に押し下げてしまうことが確実に防止される。
【００３０】
請求項２に係る本発明にあっては、ガスケットの垂直壁部の肉厚を断面Ｃ形湾曲部の底部の厚みの１５〜７０％の範囲としたので、電池の組立時にガスケットの屈曲部が内方へ押圧されても、屈曲部が肉厚の薄い垂直壁部を中心に外方へ湾曲して僅かに変形するに留まり、固定板を下方に押し下げてしまうことが確実に防止される。
【００３１】
請求項３に係る本発明にあっては、ガスケットの垂直壁部の内周面と固定板の外周面との間に補強リングを介装しているので、電池の組立時にガスケットの屈曲部が内方へ押圧されても、補強リングはガスケットの垂直壁部の押圧力を吸収するためこの押圧力が固定板に伝わることが確実に防止される。
【００３２】
請求項４に係る本発明にあっては、ガスケットの垂直壁部の内周面と固定板の外周面との間に断面Ｃ形湾曲部の底部の厚みの２０％以上の間隔の空隙を設けたので、電池の組立時にガスケットの屈曲部が内方へ押圧されても、垂直壁部は固定板に接触しない、あるいは接触したとしても固定板を下方へ押圧するまでに至らない。
【００３３】
請求項５に係る本発明にあっては、固定板の上面に浅い凹部を設けるとともに、凹部の内周部に係合可能な下方突部を中間感圧板に設け、かつ該下方突部は中間感圧板の所定半径の円周上に所定間隔で形成してその下面側の外周端部を固定板の凹部の外周端部と一致させたので、電池の組立時において固定板に埋設された導電部材と中間感圧板との溶接を行う際に、これら凹部と下方突部との係合によって、固定板が包被されるガスケットの寸法誤差の影響を受けることなくその位置決めを確実に行うことができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の第１〜５形態による防爆機能を有する電池を、前述した図７  （ａ）を適宜転用して説明する。先ず、第１形態について説明するとガスケット８以外の構成は、基本的に図７（ａ）に示す電池と同じであり、それら同一部分については同一の符号を付しその説明は省略する。
【００３５】
本形態の電池におけるガスケット８は、図１（ａ）の平面図、同図（ｂ）の縦断面図および同図（ｃ）の断面Ｌ形屈曲部８ｄの縦断面図に示すように、平面が円弧状帯の断面Ｌ形屈曲部８ｄが周方向に１２０゜の間隔で３つ形成されており、それぞれの断面Ｌ形屈曲部の中心角は３０゜である。即ち、この屈曲部８ｄは、全周に亘って切れ目のない筒状ではなく、その大部分が周方向に所定間隔で切り欠かれたようになっている。
【００３６】
このような断面Ｌ形屈曲部８ｄで固定板６の外周部を抱持するのであるが、断面Ｌ形屈曲部８ｄを周方向に１２０゜の間隔で３つ形成したものにしても十分に固定板６を保持することができる。また図７（ａ）に示すように、その組立時においてガスケット８が電池ケース１の開口部と段部１ａとの間で圧縮されると、ガスケット８の断面Ｃ形湾曲部８ａの底部８ｅが電池ケース１の段部１ａ上を摺動しながら内方に押し出されてくる。これに伴ってガスケット８の断面Ｌ形屈曲部８ｄが内方へ押圧されるが、このとき、３つの屈曲部８ｄが周方向に１２０゜の間隔で形成された構成となっているため、これら屈曲部８ｄが僅かに外方に変形するに留まり、固定板６を下方に押し下げてしまうことが確実に防止される。したがって、固定板６が下方に押し下げられて導電部材７と中間感圧板５との溶接点７ｃに有害な力が加わることを確実に防止でき、導電経路の遮断精度を向上できる。
【００３７】
本形態では、断面Ｌ形屈曲部８ｄを周方向に１２０゜の間隔で３つ形成したが、同様の作用効果を奏するのであれば適宜変形が可能であり、例えば中心角３０゜の屈曲部８ｄを周方向に６０゜の間隔で６つ形成してもよい。また、この他に、全周に亘って設けられた断面Ｌ形屈曲部８ｄにほぼ径方向に所定間隔で切り込みを入れるか、切欠部を設けても良い。
【００３８】
以上、説明したようなガスケット８を用いた本形態の防爆機能を有する電池について、高温保存試験を行い、導電経路の遮断精度（電流遮断機能）が向上したか否かを確認した。具体的には、中心角３０゜の断面Ｌ形屈曲部８ｄを周方向に１２０゜の間隔で３つ形成したガスケット８を用いた電池を本発明１、中心角３０゜の屈曲部８ｄを周方向に６０゜の間隔で６つ形成したガスケット８を用いた電池を本発明２、前述した断面Ｌ形屈曲部が全周に形成されたガスケットを用いた電池を比較例とし、これら本発明１、２及び比較例の電池をそれぞれ５０個ずつ用意し、これら電池を１００℃の恒温槽において５時間保存した後に、導電経路が遮断しているか否かをテスターを用いて調べた。
【００３９】
この試験においては、電池を１００℃の高温環境下に５時間おくだけであって積極的に内部圧力を上昇させるわけではないので導電経路が遮断されていないことが望ましいとする。もしこれが遮断されていた場合には、電池の組立時にガスケットの断面Ｌ形屈曲部８ｄが固定板６を下方に押し下げてしまって導電部材７と中間感圧板５との溶接点７ｃに有害な力が加わり、その強度が弱められたと考えられる。
【００４０】
【表１】
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以上説明した保存試験の結果、表１に示すように、比較例では５０個中１９個も導電経路が遮断されていたのに対して、本発明１，２については１個も導電経路が遮断されてはおらず、その遮断精度が向上したことを確認した。
【００４１】
次に本発明の実施の第２形態について説明すると、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、本形態の電池にあってはガスケット８の垂直壁部８ｂの肉厚ｄ２を全周に亘って底部８ｅの厚みｄ１より薄くしている。具体的には、肉厚ｄ２を底部８ｅの厚みｄ１の１５〜７０％の範囲としている。本形態において以上説明した事項以外については、基本的に前述した図７（ａ）に示す電池と同じであり、それら同一部分については同一の符号を付しその説明は省略する。
【００４２】
このような垂直壁部８ｂ及び水平壁部８ｃからなる断面Ｌ形屈曲部８ｄで固定板６の外周部を抱持するのであるが、垂直壁部８ｂの肉厚ｄ２を底部８ｅの厚みｄ１より薄くしても十分に固定板６を保持することができる。また、その組立時において前記第１形態で説明したように、ガスケット８が圧縮されるとガスケット８の屈曲部８ｄが内方へ押圧される。このとき、ガスケット８の垂直壁部８ｂの肉厚ｄ２を底部８ｅの厚みｄ１より薄くしているため、屈曲部８ｄは肉厚の薄い垂直壁部８ｂを中心に外方へ湾曲して僅かに変形するに留まり、固定板６を下方に押し下げてしまうことが確実に防止される。したがって、固定板６が下方に押し下げられて導電部材７と中間感圧板５との溶接点７ｃに有害な力が加わることを確実に防止でき、導電経路の遮断精度を向上できる。
【００４３】
本形態では、ガスケット８の垂直壁部８ｂの肉厚ｄ２を全周に亘って断面Ｃ形湾曲部８ａの底部８ｅの厚みｄ１より薄くしたが、同様の作用効果を奏するのであれば適宜変形が可能であり、例えば垂直壁部８ｂの肉厚を周方向に変化させても良く、この肉厚を薄くする部分を所定間隔で設けたり、さらにこの薄くする部分の厚みを０とする、即ち垂直壁部８ｂを所定間隔で切り欠くようにしてもよい。
【００４４】
以上、説明したようなガスケット８を用いた本形態の防爆機能を有する電池について、前記第１形態の場合と同様に高温保存試験を行い、導電経路の遮断精度（電流遮断機能）が向上したか否かを確認した。具体的には、底部８ｅの厚みｄ１を０．６mmとし、この厚みｄ１に対して１５〜７０％の範囲内（１６，３３，５０，６７％）のものを本発明とするとともに、この範囲外（８，８３，１００％）のものを比較例とし、各％の厚みの電池をそれぞれ５０個ずつ用意した。
【００４５】
【表２】
0003652000.tif 000003
その結果、表２に示すように、比較例において８％のものについては、厚みｄ１が薄すぎて成形することができず、８３％のものについては５０個中８個、１００％のものについては５０個中２７個も導電経路が遮断されていたのに対して、本発明については１個も導電経路が遮断されてはおらず、その遮断精度を向上でき、且つ垂直壁部８ｂの肉厚ｄ２は底部８ｅの厚みｄ１の１５〜７０％の範囲内が望ましいことを確認した。
【００４６】
次に本発明の実施の第３形態について説明すると、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、本形態の電池にあっては、ガスケット８の垂直壁部８ｂの内周面と固定板６の外周面との間にステンレス（ＳＵＳ４３０）製の補強リング１１を介装している。具体的には、この補強リング１１の肉厚を０．２〜０．５mmの範囲としている。本形態において以上説明した事項以外については、基本的に前述した図７（ａ）に示す電池と同じであり、それら同一部分については同一の符号を付しその説明は省略する。
【００４７】
このような補強リング１１を介してガスケット８は垂直壁部８ｂ及び水平壁部８ｃからなる断面Ｌ形屈曲部８ｄで固定板６の外周部を抱持するのであるが、垂直壁部８ｂの内周面と固定板６の外周面との間に補強リング１１を介装しても十分に固定板６を保持することができる。また電池の組立時には、前記第１形態で説明したように、ガスケット８が圧縮されるとガスケット８の垂直壁部８ｂが内方へ押圧される。このとき、補強リング１１はガスケット８の垂直壁部８ｂの押圧力を吸収するため、この押圧力が固定板６に伝わることが確実に防止される。したがって、固定板６が下方に押し下げられて導電部材７と中間感圧板５との溶接点７ｃに有害な力が加わることを確実に防止でき、導電経路の遮断精度を向上できる。
【００４８】
本形態の補強リング１１にあっては、図３（ｃ）の要部縦断面図に示すように断面が外側下角部の切り欠かれた矩形としているが、同様の作用効果を奏するのであれば適宜変形が可能であり、例えばガスケット８の断面Ｌ形屈曲部８ｄと同様に下方部から内方へ延出する水平壁部を設けて断面Ｌ形にして、補強リング１１が固定板６の外周を抱持するようにしてもよい。
【００４９】
以上、説明した本形態の防爆機能を有する電池について、前記第１形態の場合と同様に高温保存試験を行い、導電経路の遮断精度（電流遮断機能）が向上したか否かを確認した。具体的には、補強リング１１の肉厚ｄ３を０．２〜０．５mmの範囲内（０．２，０．３，０．５mm）のものを本発明とし、この範囲外（０．１mm）のもの及び補強リングを設けていない前述した図７（ａ）に示す電池を比較例とし、各％の厚みの電池をそれぞれ５０個ずつ用意した。
【００５０】
【表３】
0003652000.tif 000004
その結果、表３に示すように、比較例において、補強リング１１の肉厚ｄ３が０．１mmのものについては５０個中５個、導電経路が遮断されており、これは厚みｄ３が薄すぎるためガスケット８の屈曲部８ｄの押圧力を補強リング１１が吸収しきれなかったとみられる。また、補強リングを設けていない電池については５０個中２１個も導電経路が遮断されていた。これらに対して、本発明にあっては１個も導電経路が遮断されてはおらず、その遮断精度を向上でき、且つ肉厚ｄ３は０．２mm以上が望ましいことを確認した。
【００５１】
次に本発明の実施の第４形態について説明すると、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、ガスケット８の垂直壁部８ｂの内周面と固定板６の外周面との間に全周に亘って円筒状の空隙ｄ４を設けている。具体的には、円筒状空隙ｄ４の径方向の間隔を底部８ｅの厚みｄ１の２０％以上としている。本形態において以上説明した事項以外については、基本的に前述した図７（ａ）に示す電池と同じであり、それら同一部分については同一の符号を付しその説明は省略する。
【００５２】
このような垂直壁部８ｂ及び水平壁部８ｃからなる断面Ｌ形屈曲部８ｄで固定板６の外周部を抱持するのであるが空隙ｄ４を設けても屈曲部８ｄで十分に固定板６を保持することができる。また電池の組立時には、前記第１形態で説明したようにガスケット８が圧縮されるとガスケット８の屈曲部８ｄが内方へ押圧される。このとき、ガスケット８の垂直壁部８ｂと固定板６の外周面との間に空隙ｄ４があるので垂直壁部８ｂが固定板６に接触しない、あるいは接触したとしても固定板６を下方へ押圧するまでに至らない。したがって、固定板６が下方に押し下げられて導電部材７と中間感圧板５との溶接点７ｃに有害な力が加わることを確実に防止でき、導電経路の遮断精度を向上できる。
【００５３】
以上、説明した本形態の防爆機能を有する電池について、前記第１形態の場合と同様に高温保存試験を行い、導電経路の遮断精度（電流遮断機能）が向上したか否かを確認した。具体的には、底部８ｅの厚みｄ１を０．６mmとし、この厚みｄ１に対して空隙ｄ４の間隔が２０％以上（２５，３３，５０，６７，８３％）のものを本発明とするとともに、この範囲外（０，１７％）のものを比較例とし、各％の電池をそれぞれ５０個ずつ用意した。
【００５４】
【表４】
0003652000.tif 000005
その結果、表４に示すように、比較例において空隙ｄ４の設けられていない０％のものについては５０個中２９個導電経路が遮断され、また、１７％のものについては５０個中７個、導電経路が遮断されており、これらは、空隙ｄ４の間隔が小さすぎてガスケット８の屈曲部８ｄが固定板６の外周に当接して固定板６を下方へ押圧し、導電部材と中間感圧板との溶接点７ｃに有害な力が加わっていたものとみられる。これらに対して、本発明については１個も導電経路が遮断されてはおらず、その遮断精度を向上でき、且つ空隙ｄ４の間隔を底部８ｅの厚みｄ１の２０％以上とすることが望ましいことを確認した。
【００５５】
次に本発明の実施の第５形態について説明すると、前述した図８、９に示すように固定板６の上面に浅い凹部６ｂを設けるとともに、図５及び図６（ａ）の平面図、同図（ｂ）の要部断面図に示すように凹部６ｂの内周部に係合可能な下方突部５ｂを中間感圧板５に設けている。具体的には、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、下方突部５ｂは中間感圧板５の所定半径の円周上に所定間隔で５箇所形成されており、その形状は縦断面が円弧状であって平面形状としては所定の中心角で所定の幅を持った円弧状帯に形成されている。また、下方突部５ｂの下端が平面部分から突出する深さについては固定板６の凹部６ｂの深さと一致させるとともに、下方突部５ｂの下面側の外周端部を固定板６の凹部６ｂの外周端部と一致させることにより、組み立てると図５に示すように、下方突部５ｂの下端が固定板６の凹部６ｂに接触するとともに下方突部５ｂの外周端部が凹部６ｂの外周端部と当接してこれら下方突部５ｂと凹部６ｂとがしっかり嵌合するようにする。本形態において以上説明した事項以外については、基本的に前述した図７（ａ）に示す電池と同じであり、それら同一部分については同一の符号を付しその説明は省略する。
【００５６】
以上のような構成の固定板６及び中間感圧板５によって、組立時において固定板６に埋設された導電部材７と中間感圧板５との溶接を行う際には、これら凹部６ｂと下方突部５ｂとの係合によってその位置決めを精度良く行うことができる。このため、固定板６とガスケット８の断面Ｌ形屈曲部８ｄとの嵌合が緩い場合でも、中間感圧板５と導電部材７の溶接のための位置決めを確実に行える。したがって、ガスケット８の寸法誤差の影響を受けることなくその位置決めを確実に行えるため、両者の溶接を高精度に行え、導電経路の遮断精度を向上できる。
【００５７】
また、前記位置合わせを行うにあたって、溶接しやすいように固定板６と断面Ｌ形屈曲部８ｄとの嵌合精度を上げるためガスケット８の断面Ｌ形屈曲部８ｄの寸法精度に多大な注意を払う必要がなくなり、この点、部品の生産管理がしやすくなる。
【００５８】
本形態の中間感圧板５にあっては、５箇所の下方突部５ｂが配設される円周の半径は、薄肉部５ａの放射状に広がる直線部分の外端部までの半径とほぼ一致しているが、このような下方突部５ｂと薄肉部５ａとの位置関係は適宜変更し得る。
【００５９】
以上、説明した本形態の防爆機能を有する電池について、導電経路の遮断圧力について測定した。この遮断圧力を測定するにあたり、遮断圧力測定装置として、恒温槽、与圧用ポンプ、およびテスターを用意する。恒温槽は、その内部に測定用電池を入れておいてその内部温度を一定に保ち、与圧用ポンプは電池内部を所定の圧力にするものである。この与圧用ポンプからはパイプが延出しており、このパイプを通じて圧力を電池内部に加えることができるようになっている。このパイプには圧力ゲージが付設されており、パイプを通じて付与する圧力を測定できるようになっている。また、テスターは、これから延出した各測定用端子を測定用電池の端子板３および導電部材７にそれぞれ接続して、両者間の導通状態を監視することによって、導電部材７の溶接点７ｃの周囲が破断して導電経路が遮断されたか否かを確認するためのものである。
【００６０】
【表５】
0003652000.tif 000006
具体的には、表５に示すように、本形態の電池を本発明とし、また固定板６や中間感圧板５に位置合わせ用の凹部や下方突部を設けていない前述した図７（ａ）に示す電池を比較例とし、これら本発明及び比較例について測定用にそれぞれ１０個用意した。
【００６１】
そして、前記の遮断圧力測定装置を用いて、常温でその導電経路の遮断圧力を測定した。詳しくは、恒温槽内に測定用電池を載置し、その電池ケース１の底部の挿通孔に与圧用ポンプから延出したパイプを気密状態で挿入する。そしてテスターからの各測定端子を電池の端子板３及び導電部材７にそれぞれ接続しておく。この状態で恒温槽の内部を前記の各雰囲気温度に維持するとともに、電池内圧を上げていくようにした。
【００６２】
その結果、表５に示すように、比較例については、圧力１５〜２８Kg/cm 2 の範囲で導電経路が遮断しており、その分散が４．１とばらついている。また、その平均値が１８Kg/cm 2 と高めである。これに対して、本発明にあっては、圧力１３〜１６Kg/cm 2 の範囲で導電経路が遮断し、その分散が１．０とばらつきが極めて小さくなっており、また、その平均値が１５と望ましい数値となっている。したがって、本形態にあっては導電経路の遮断精度が極めて向上していることが確認できた。
【００６３】
以上説明した第５形態に対して前述した第１〜４形態を組み合わせることも可能である。即ち、固定板６の上面に浅い凹部６ｂを設けるとともに、凹部６ｂの内周部に係合可能な下方突部５ｂを中間感圧板５に設けた構成に対して、前記第１形態のようにガスケット８の断面Ｌ形屈曲部８ｄを周方向に所定間隔を置いて設けたり、前記第２形態のようにガスケット８の垂直壁部８ｂの肉厚ｄ２を全周に亘って断面Ｃ形湾曲部８ａの底部８ｅの厚みｄ１より薄くしたり、また前記第３形態のようにガスケット８の垂直壁部８ｂの内周面と固定板６の外周面との間に補強リング１１を介装したり、さらにガスケット８の垂直壁部８ｂの内周面と固定板６の外周面との間に円筒状の空隙ｄ４を設けたりしてもよい。このような組合せの構成によって、導電部材７と中間感圧板５との溶接を行う際の位置決め精度を向上させることと、電池ケース１の開口部を内側にかしめてガスケット８を圧縮する際に導電部材７と中間感圧板５との溶接部分に有害な力が加わることを確実に防止することとが相俟って、極めて導電経路の遮断精度が向上し、感圧遮断機能の信頼性の向上を図るようにすることもできる。このほか、第１〜５形態間で可能な限り組合せの構成を適宜採用できる。
【００６４】
以上説明した第１〜５形態にあっては、感温抵抗素子４と中間感圧板５との間に金属リング（図示せず）を介装してもよく、これによって蓋要素全体の強度をより向上できるが、これを省略して組立性を向上させても良い。また、感温抵抗素子４を廃止して中間感圧板５の上に直接、端子板３を重ねる構成にすれば、感温遮断機能の無いタイプの防爆機能となる。
【００６５】
なお、前述した第１〜５形態のような円筒形の電池に限らず、蓋要素の各部品の平面外形を矩形にすることで角形のリチウム二次電池などにも適用できる。これら各部品を矩形にすることで成形加工がし易くなるほか、歩留まりが向上しコストダウンが図れる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の請求項１〜４に係る防爆機能を有する電池にあっては、固定板が下方に押し下げられて導電部材と中間感圧板との溶接部分に有害な力が加わることを確実に防止できる。このため、導電経路の遮断精度が向上し、感圧遮断機能の信頼性を向上できる。
【００６７】
また請求項５に係る防爆機能を有する電池にあっては、ガスケットの寸法誤差の影響を受けることなく固定板に止着された導電部材と中間感圧板の位置決めを確実に行えるため、両者の溶接を高精度に行える。このため、導電経路の遮断精度が向上し、感圧遮断機能の信頼性を向上できる。また前記位置合わせを行うにあたって、ガスケットの寸法精度に多大な注意を払う必要がなくなり、この点、部品の製造管理がしやすくなり生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態による防爆機能を有する電池のガスケットを示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は要部縦断面図である。
【図２】本発明の実施の第２形態による防爆機能を有する電池のガスケットを示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は要部縦断面図である。
【図３】本発明の実施の第３形態による防爆機能を有する電池のガスケットを示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は要部縦断面図である。
【図４】本発明の実施の第４形態による防爆機能を有する電池のガスケットを示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は要部縦断面図である。
【図５】本発明の実施の第５形態による防爆機能を有する電池の要部縦断面図である。
【図６】本発明の実施の第５形態による防爆機能を有する電池の中間感圧板を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視縦断面図である。
【図７】本出願人が既に出願した防爆機能を有する電池を示しており、（ａ）は要部縦断面図、（ｂ）は（ａ）の電池において導電経路が遮断された状態を示す要部縦断面図である。
【図８】本発明の実施の第５形態による防爆機能を有する電池における導電部材が埋設された固定板の平面図である。
【図９】図９のＢ−Ｂ線矢視縦断面図である。
【図１０】従来の防爆機能を有する電池のガスケットを示しており、（ａ）は平面図、  （ｂ）は縦断面図、（ｃ）は要部縦断面図である。
【図１１】従来の防爆機能を有する電池を示しており、（ａ）は電池ケース１の封口端部をかしめる前の様子を示す要部縦断面図、（ｂ）は電池ケース１の封口端部をかしめた後の様子示す要部縦断面図。
【符号の説明】
１    電池ケース          １ａ  段部
２    リードタブ          ３    端子板
３ａ  ガス抜き孔          ４    感温抵抗素子
５    中間感圧板          ５ａ  薄肉部
５ｂ  下方突部            ６    固定板
６ａ  ガス透過孔          ６ｂ  凹部
７    導電部材            ７ａ  突部
７ｂ  鍔部                ７ｃ  溶接点
８    ガスケット          ８ａ  断面Ｃ形湾曲部
８ｂ  垂直壁部            ８ｃ  水平壁部
８ｄ  断面Ｌ形屈曲部      ８ｅ  底部
１１  補強リング          ｄ４  空隙
【図１】
0003652000.tif 000007
【図２】
0003652000.tif 000008
【図３】
0003652000.tif 000009
【図４】
0003652000.tif 000010
【図５】
0003652000.tif 000011
【図６】
0003652000.tif 000012
【図７】
0003652000.tif 000013
【図８】
0003652000.tif 000014
【図９】
0003652000.tif 000015
【図１０】
0003652000.tif 000016
【図１１】
0003652000.tif 000017