(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスがケース部材内に残留する場合であっても、ガスを簡単に外部へ排出することができる密閉型電池および密閉型電池のガス排出方法を提供する。【解決手段】発電要素と、発電要素を収容し、電解液を注入する注液口１７が設けられる電池ケースと、注液口１７を封止する封止部材と、を備え、封止部材は、注液口１７の径よりも大径のフランジ部２２および電池ケース内に位置するスリーブ本体部２１を備えるスリーブ２０と、スリーブ２０の内部に残留する残留部材２８と、を備えたブラインドリベット１８である密閉型電池において、残留部材２８は、スリーブ２０の底部２９へ向けて突出する突起部３２を有した構造とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素と、
前記発電要素を収容し、電解液を注入する注液口が設けられる電池ケースと、
前記注液口を封止するブラインドリベットと、を備え、
前記ブラインドリベットは、
前記注液口の径よりも大径のフランジ部および前記電池ケース内に位置する有底筒状のスリーブ本体部を備えるスリーブと、
前記スリーブの内部に残留する残留部材と、を備える密閉型電池において、
前記残留部材は、前記スリーブの底部へ向けて突出する突起部を有することを特徴とする密閉型電池。
【請求項２】
前記残留部材は、前記スリーブの底部から見て前記突起部の周囲の少なくとも一部に前記残留部材を前記スリーブ内に留まらせるための規制部を有することを特徴とする請求項１記載の密閉型電池。
【請求項３】
請求項１又は２記載の密閉型電池の内部に残留するガスを外部へ排出する密閉型電池のガス排出方法であって、
前記残留部材を前記スリーブの底部へ向けて押圧し、前記突起部により前記スリーブの底部に開口を形成し、
前記開口を通じて前記電池ケースの内部のガスを前記電池ケースの外部へ排出することを特徴とする密閉型電池のガス排出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、密閉型電池および密閉型電池のガス排出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の密閉型電池として、例えば、特許文献１に開示された密閉電池を挙げることができる。
特許文献１に開示された密閉電池は、外装缶と、この外装缶の上方開口部を封口する封口板とを有している。
封口板には、２本の電極端子と、ガス排出弁と、電解液注液孔が設けられている。
電解液注液孔にはブラインドリベットから作成された封止部材としての封止用栓及び樹脂ワッシャーが取り付けられている。
また、封口板の電解液注液孔の周縁部表面には、電解液注液孔を取り囲むようにして、缶軸方向にせり出す環状凸部が形成されている。
封止用栓は、電解液注液孔に挿通された軸部と、電解液注液孔の周縁部表面を覆う鍔部と、カシメ部とを有しており、鍔部及びカシメ部によって封口板にカシメ固定されている。
【０００３】
ところで、リチウムイオン二次電池等の密閉型電池では、電池内圧が上昇したとき充電電流を遮断する電流遮断素子（ＣＩＤ：Current Interrupt Device）や電池内圧が所定圧力に達したときに、電池ケース内に生じたガスを外部に放出させる安全弁が組み込まれている場合がある。
電流遮断素子および安全弁を有する密閉型電池では、例えば、過充電により電解質溶媒が分解して電池内圧が上昇したときには電流遮断素子が充電電流を遮断し、電池内圧が所定圧力に達したときには安全弁が開弁して電池ケース内のガスを外部に放出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７６８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、リチウムイオン二次電池等の密閉型電池では、電流遮断素子により充電電流を遮断しても、安全弁が開弁しない程度の電池内圧の場合では、ガスが電池ケース内に残留することになる。
この場合、例えば、ガスが残留する密閉型電池を廃棄する際には、電池ケース内に残留するガスを排出して内圧を大気圧程度にしてから分解することが望ましい。
一方、特許文献１に開示された密閉電池は、注液孔をブラインドリベットにより封止する点や、電池ケースの内圧が高まったときに安全弁（ガス排出弁）によりガスを排出する点が開示されているが、安全弁が開弁しない程度の電池内圧のときにガス排出を行うための手段の開示はない。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、ガスが電池ケース内に残留する場合であっても、ガスを簡単に外部へ排出することができる密閉型電池および密閉型電池のガス排出方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、発電要素と、前記発電要素を収容し、電解液を注入する注液口が設けられる電池ケースと、前記注液口を封止するブラインドリベットと、を備え、前記ブラインドリベットは、前記注液口の径よりも大径のフランジ部および前記電池ケース内に位置する有底筒状のスリーブ本体部を備えるスリーブと、前記スリーブの内部に残留する残留部材と、を備える密閉型電池において、前記残留部材は、前記スリーブの底部へ向けて突出する突起部を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、ブラインドリベットの内部の残留部材をスリーブの底部へ向けて押圧することにより、スリーブの底部に開口を形成でき、電池ケース内に残留するガスをスリーブの底部の開口を通じて電池ケースの外部へ排出することができる。
【０００９】
また、上記の密閉型電池において、前記残留部材は、前記スリーブの底部から見て前記突起部の周囲の少なくとも一部に前記残留部材を前記スリーブ内に留まらせるための規制部を有する構成としてもよい。
この場合、突起部がスリーブの底部に開口を形成しても、残留部材は規制部によってスリーブ内に留まり、スリーブから脱落することがない。
従って、電池ケースの内部への残留部材の混入を防止することができる。
【００１０】
また、本発明は、上記の密閉型電池の内部に残留するガスを外部へ排出する密閉型電池のガス排出方法であって、前記残留部材を前記スリーブの底部へ向けて押圧し、前記突起部により前記スリーブの底部に開口を形成し、前記開口を通じて前記電池ケースの内部のガスを前記電池ケースの外部へ排出することを特徴とする。
本発明によれば、残留部材をスリーブの底部へ向けて押圧することにより、突起部がスリーブの底部に開口を形成し、開口を通じて簡単に電池ケースの内部のガスを外部へ排出することができる。  
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ガスが電池ケース内に残留する場合であっても、ガスを簡単に外部へ排出することができる密閉型電池および密閉型電池のガス排出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る密閉型電池の斜視図である。
【図２】密閉型電池の注液口におけるブラインドリベットの縦断面図である。
【図３】ブラインドリベットによる注液口の封止工程を説明する説明図である。
【図４】第１の実施形態に係る密閉型電池のガス排出方法を説明する説明図である。
【図５】第２の実施形態に係るブラインドリベットの縦断面図であり、（ａ）は封止後のブラインドリベットの縦断面図であり、（ｂ）は封止過程におけるブラインドリベットの縦断面図である。
【図６】第２の実施形態に係る密閉型電池のガス排出方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る密閉型電池および密閉型電池のガス排出方法について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る密閉型電池は、車両搭載用の二次電池であり、例えば、リチウム二次電池やニッケル水素二次電池である。
【００１４】
図１に示す密閉型電池は、全体として扁平な略直方体の電池ケース１１を備えている。
電池ケース１１は、箱状のケース本体１２と、ケース本体１２の開口部（図示せず）を密閉する蓋体１３を有している。
【００１５】
蓋体１３はケース本体１２にレーザ溶接により固定される。
ケース本体１２および蓋体１３は、何れも金属材料（例えば、アルミニウムなど）により形成されている。
蓋体１３には、円柱状の正極端子１４と負極端子１５が突出して設けられている。
正極端子１４および負極端子１５は電池ケース１１と絶縁された状態にある。
蓋体１３には、安全弁１６が設けられており、安全弁１６は電池ケース１１内の圧力が所定圧力に達したときに開弁して、電池ケース１１内のガスを外部に放出する。
また、蓋体１３には電解液を注入するための注液口１７が設けられている。
注液口１７はブラインドリベット１８により封止されている。
ブラインドリベット１８が注液口１７を封止することにより、電池ケース１１内の電解液の注液口１７からの漏洩を防止している。
ブラインドリベット１８の詳細については後述する。
【００１６】
図１に示すように、ケース本体１２には、扁平な略直方体の電極体１９が収容されている。
発電要素としての電極体１９は、シート状の正極（図示せず）および負極（図示せず）と、正極と負極の間に介在されるシート状のセパレータ（図示せず）を有している。
セパレータは、電解液の流通を可能とする絶縁材料により形成されている。
電極体１９では、正極と負極とはセパレータを介して交互に積層されている。
電極体１９には、正極端子１４に接続される正極集電体（図示せず）と、負極端子１５に接続される負極集電体（図示せず）を備えている。
電極体１９は、絶縁材料により形成された絶縁袋（図示せず）に覆われた状態で電池ケース１１に収容されている。
本実施形態では、図示はされないが、電流遮断素子（ＣＩＤ）が組み込まれている。
電池ケース１１内には電解液が充填されているが、電解液は電極体１９を電池ケース１１内に収容した後に注液口１７を介して満たされる。
電解液は、例えば、リチウム二次電池やニッケル水素二次電池といった二次電池の種類に応じた電解液である。
【００１７】
次に、ブラインドリベット１８について説明する。
図２に示すように、ブラインドリベット１８は、注液口１７に挿通され加締めにより蓋体１３に固定されるスリーブ２０を備えている。
スリーブ２０は塑性変形する金属材料（例えば、アルミニウム）により形成されており、注液口１７よりも小径の部位を備え、電池ケース内１１に位置する有底筒状のスリーブ本体部２１と、注液口１７の径よりも大径のフランジ部２２とを備えている。
スリーブ本体部２１は注液口１７に挿通されており、スリーブ本体部２１の端部にはフランジ部２２が一体形成されている。
フランジ部２２は蓋体１３における注液口１７の周囲を覆うように形成されており、フランジ部２２の軸方向の厚さはフランジ部２２の外周縁から中心へ向かうほど大きくなるように設定されている。
スリーブ本体部２１には注液口１７よりも僅かに大径の加締め部２３が形成されており、スリーブ本体部２１はフランジ部２２と加締め部２３により蓋体１３に対して加締められて固定されている。
【００１８】
本実施形態では、フランジ部２２と蓋体１３との間にワッシャー状のシール部材２４が設置されている。
シール部材２４は電池ケース１１内の電解液の注液口１７からの漏洩を防止するためのものであり、樹脂により形成されている。
【００１９】
まず、本実施形態の密閉型電池の製造工程における封止工程より前工程について説明する。
蓋体１３に正極端子１４および負極端子１５と安全弁１６を形成し、電極体１９の正極集電体を正極端子１４に接続するとともに、負極集電体を負極端子１５に接続する。
次に、電極体１９をケース本体１２の内部に挿入し、電極体１９の挿入後にケース本体１２の開口部を蓋体１３により覆い、蓋体１３とケース本体１２とをレーザ溶接により接合する。
次に、注液口１７を通じて電解液を電池ケース１１内に注液して充填する。
電解液は、図示しない電解液注液装置を用いて電池ケース１１内に注液される。
【００２０】
次に、本実施形態の密閉型電池における封止工程について説明する。
図３（ａ）に示すように、蓋体１３に形成されている注液口１７の周囲を囲うようにシール部材２４を蓋体１３に配置する。
電解液の電池ケース１１への注液後は、図３（ｂ）に示すように、注液口１７にブラインドリベット１８が挿入される。
ブラインドリベット１８の挿入時にはマンドレル２５がスリーブ２０の内部に設けられている。
マンドレル２５は、スリーブ２０の材料よりも硬度の大きい金属材料（例えば、ステンレス鋼）により形成されている。
マンドレル２５は、スリーブ２０内に設けられる軸部２６と、軸部２６の先端に設けられ、軸部２６の外周径より大きな外周径が設定された円柱形の拡径部２７とを備えている。
拡径部２７は、注液口１７の封止時にマンドレル２５から分離され、図２に示すように、残留部材２８としてスリーブ２０の内部に残留する部位である。
拡径部２７とスリーブ２０の底部２９との間には空間部３０が形成されており、拡径部２７の端面３１にはスリーブ２０の底部２９へ向けて突出する円錐形の突起部３２が一体形成されている。
突起部３２は、注液口１７の封止後に拡径部２７が残留部材２８として残留した後、電池ケース１１内のガス排出のために、スリーブ２０の底部２９に孔空けするためのものである。
拡径部２７における突起部３２の周囲の端面３１は、残留部材２８の突起部３２がガス抜きのためにスリーブ２０の底部２９に孔空けしても、残留部材２８をスリーブ２０内に留まらせるため規制部として機能する。
【００２１】
マンドレル２５において軸部２６と拡径部２７との間には、軸部２６の外周径よりも小さく設定された外周径の縮径部３３が形成されている。
縮径部３３は、マンドレル２５を切断して軸部２６から拡径部２７を分離し易くするために形成されている。
【００２２】
ブラインドリベット１８を注液口１７に挿入した後、スリーブ２０のフランジ部２２を蓋体１３側へ押圧しつつ、マンドレル２５をスリーブ２０から抜き出すように引っ張ると、マンドレル２５の拡径部２７が蓋体１３側に接近する。
図３（ｃ）に示すように、拡径部２７が蓋体１３側に接近することにより、スリーブ本体部２１の一部が拡径部２７により拡径されて加締め部２３が形成され、フランジ部２２と加締め部２３とにより、スリーブ２０は蓋体１３に対して加締められて固定される。
そして、マンドレル２５の引っ張りによる引っ張り応力が縮径部３３に集中し、マンドレル２５は軸部２６と拡径部２７との間にて切断される。
このため、軸部２６はスリーブ２０から引き出され、拡径部２７は軸部２６から分離されて残留部材２８としてスリーブ２０の内部に残留する。
本実施形態では、封止工程を経てブラインドリベット１８が注液口１７を封止する。
【００２３】
次に、電池ケース１１内のガス排出方法について説明する。
例えば、過充電により電極体１９の電解質成分が分解して電池内圧が上昇すると、電流遮断素子（ＣＩＤ）が作動して充電電流を遮断する。
このとき、電池ケース１１の内部にはガスが発生しており、安全弁１６が作動しない程度の電池内圧の場合、電池ケース１１の内部にガスが残留し、大気圧より圧力が高い状態となる。
そこで、作業者は、図４（ａ）に示すように、ブラインドリベット１８のスリーブ１０の内部に押圧ロッド３５を挿入し、押圧ロッド３５を介して残留部材２８をスリーブ２０の底部２９へ向けて押圧する。
なお、押圧ロッド３５による残留部材２８の押圧の際、残留部材２８に衝撃が生じないように押圧力を徐々に増大することが好ましい。
【００２４】
図４（ｂ）に示すように、押圧ロッド３５による残留部材２８の押圧により、残留部材２８がスリーブ２０の底部２９へ向けて移動し、突起部３２がスリーブ２０の底部２９を孔空けして開口３６を形成する。
スリーブ２０の底部２９に開口３６が形成されるとともに、押圧ロッド３５の押圧により残留部材２８の端面３１が底部２９の内面と当接し、残留部材２８はスリーブ２０内に留まる。
図４（ｃ）に示すように、作業者は、スリーブ２０の底部２９に開口３６が形成された後に、押圧ロッド３５をスリーブ２０から抜き出す。
電池ケース１１内に残留するガスは、スリーブ２０の底部２９に形成された開口３６を通じて電池ケース１１の外部へ排出される。
図４（ｃ）では、破線矢印により排出されるガスの流れを模式的に示す。
なお、図示はされないが、スリーブ２０と残留部材２８との間には、ガスが通過できる程度の隙間が形成される。
また、ガスは、開口３６が形成され始めた時点で排出され始めるが、開口３６が完全に形成され、押圧ロッド３５が抜き出されることにより、より外部へ排出され易くなる。
【００２５】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）押圧ロッド３５を用いてブラインドリベット１８の残留部材２８をスリーブ２０の底部２９側へ向けて押圧することにより、スリーブ２０の底部２９に開口３６を簡単に形成することができる。このため、ガスが電池ケース１１内に残留する場合であっても、電池ケース１１内に残留するガスをスリーブ２０の底部２９に形成された開口３６を通じて電池ケース１１の外部へ簡単かつ安全に排出することができる。
【００２６】
（２）残留部材２８の突起部３２がスリーブ２０の底部に開口３６を形成しても、残留部材２８の端面３１が底部２９の内面に当接し、残留部材２８はスリーブ２０内に留まり、スリーブ２０から脱落することがない。従って、電池ケース１１の内部への残留部材２８の混入を防止することができ、電池ケース１１の内部から残留部材２８を除去する手間を低減することができる。
【００２７】
（３）押圧ロッド３５による残留部材２８の押圧の際、押圧力を徐々に増大するから、スリーブ２０の底部２９に開口３６を徐々に形成することができ、残留するガスも徐々に放出することができる。
【００２８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
本実施形態は、ブラインドリベットにおける残留部材の形状が第１の実施形態と異なる例である。
残留部材以外の構成については第１の実施形態と同一であるため、第１の実施形態の説明を援用し、共通の符号を用いる。
【００２９】
図５（ａ）に示すように、本実施形態の密閉型電池におけるブラインドリベット１８は、スリーブ２０内に残留する残留部材４１を有する。
図５（ｂ）に示すように、残留部材４１は、注液口１７の封止後にマンドレル２５の拡径部４２が切断により軸部２６から分離されてスリーブ２０に残留する部材である。
拡径部４２にはスリーブ２０の底部２９へ向けて突出する円錐形の突起部４３が一体形成されている。
本実施形態の突起部４３は拡径部４２の外周から底部２９側の中心へ向けて縮径されているため、残留部材４１は第１の実施形態の端面３１を備えない。
【００３０】
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、作業者は押圧ロッド３５を用いて電池ケース１１内のガス排出を行う。
図６（ａ）に示すように、押圧ロッド３５により残留部材４１を押圧すると、残留部材４１がスリーブ２０の底部２９へ向けて移動し、突起部４３がスリーブ２０の底部２９を孔空けして開口４４を形成する。
スリーブ２０の底部２９に形成される開口４４は、押圧ロッド３５による残留部材４１を押圧し続けることにより拡大する。
図６（ｂ）に示すように、突起部４３がスリーブ２０を貫通すると残留部材４１はスリーブ２０から脱落して電池ケース１１内へ進入する。
残留部材４１がスリーブ２０から脱落した後、押圧ロッド３５を抜き出す。
【００３１】
電池ケース１１内に残留するガスは、スリーブ２０の底部２９に形成された開口４４を通じて電池ケース１１の外部へ排出される。
ガスは、開口４４が形成され始めた時点で排出され始めるが、開口４４が完全に形成され、押圧ロッド３５が抜き出されることにより、より外部へ排出され易くなる。
図６（ｂ）では、破線矢印により排出されるガスの流れを模式的に示す。
【００３２】
本実施形態によれば、ガスが電池ケース１１内に残留する場合であっても、電池ケース１１内に残留するガスをスリーブ２０の底部２９に形成された開口４４を通じて電池ケース１１の外部へ簡単かつ安全に排出することができる。
また、押圧ロッド３５による残留部材４１の押圧の際、押圧力を徐々に増大するから、スリーブ２０の底部２９に開口４４を徐々に形成することができ、残留するガスも徐々に放出することができる。
さらに、残留部材４１がスリーブ２０から脱落するように突起部４３が開口４４を大きく形成しているため、第１の実施形態よりも電池ケース１１内のガスを早く排出できる。
【００３３】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
【００３４】
○  上記の実施形態では、押圧ロッドによる残留部材の押圧を作業者が行うとしたが、この限りではない。押圧ロッドによる残留部材の押圧は作業者に限らず押圧ロッドを作動させる設備としてもよい。
○  上記の実施形態では、過充電により電解質成分が分解して電池内圧が上昇し、電流遮断素子（ＣＩＤ）が作動する場合について説明したが、ガスの発生は過充電による内圧上昇に限らない。別の原因によりガスが生じた場合にも電流遮断素子（ＣＩＤ）の作動後にガス排出するようにしてもよい。さらに言うと、電流遮断素子（ＣＩＤ）の作動の有無に関わらず、ガス発生の可能性がある場合あるいは無条件にスリーブの底部を開口してもよい。
○  上記の実施形態では、電流遮断素子（ＣＩＤ）を備えた密閉型電池について説明したが、電流遮断素子（ＣＩＤ）を備えない密閉型電池に本発明を適用することも可能である。
○  上記の第１の実施形態では、突起部は円錐形としたが突起部の形状は円錐形に限定されず、スリーブの底部に開口を形成することができる形状であれば特に限定されない。また、残留部材に複数の突起部を形成するようにしてもよい。
○  上記の第２の実施形態では、残留部材が押圧ロッドの押圧によりスリーブを貫通して電池ケースの内部に進入するようにしたがこの限りではない。例えば、残留部材がスリーブを完全に貫通しない程度に押圧して開口を形成し、残留部材をスリーブ内に留めておくようにしてもよい。この場合、規制部を備えない残留部材であっても、残留部材をスリーブ内に留めておくことができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０、４０  密閉型電池
１１  電池ケース
１２  ケース本体
１３  蓋体
１７  注液口
１８  ブラインドリベット
１９  電極体
２０  スリーブ
２１  スリーブ本体部
２２  フランジ部
２３  加締め部
２４  シール部材
２５  マンドレル
２６  軸部
２７、４２  拡径部
２８、４１  残留部材
２９  底部
３１  端面（規制部）
３２、４３  突起部
３５  押圧ロッド
３６、４４  開口
【図１】
2015099670.tif 000003
【図２】
2015099670.tif 000004
【図３】
2015099670.tif 000005
【図４】
2015099670.tif 000006
【図５】
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【図６】
2015099670.tif 000008