(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の電極および電解液を収容する容器の開口を遮蔽する導電性の隔壁と、前記隔壁の中央部内部に位置して前記容器に固定されるとともに前記電極に導通可能に接続される導電性の接触導体と、を備え、前記容器内の内圧上昇に基づく前記隔壁の変位により前記隔壁と前記接触導体との導通の遮蔽が生じる電池の安全装置において、
前記安全装置は、前記隔壁の外側に備えられ前記隔壁を前記接触導体方向に押圧付勢するバネを有し、該バネの押圧によって前記隔壁が前記接触導体から分離する内圧を制御し、前記バネは、前記隔壁が前記接触導体から分離した後には前記隔壁への押圧付勢を行わないことを特徴とする電池の安全装置。
【請求項２】
前記バネは中央部が膨らんだ板形状を有し、該中央部が上方に反転することにより、前記隔壁への付勢を行わないようにされている請求項１に記載の電池の安全装置。
【請求項３】
導電性の導体板からなり前記隔壁と前記接触導体との間に介在してその両面で前記隔壁および前記接触導体が接合される中間接合体を具備し、該中間接合体が前記内圧上昇による前記隔壁の破断以前に前記隔壁を前記接触導体から分離し、かつ該分離が前記中間接合体に形成された易破断部位を介して行われる請求項１に記載の電池の安全装置。
【請求項４】
前記容器に直接または間接的に固定され、前記隔壁の外側面の中央部付近に所定の間隔を空けて対向する破断用刃部を有する請求項１に記載の電池の安全装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池の破裂を防止する安全装置に関し、より詳しくは、回路の短絡、過充電および過熱等によって電池の内圧が異常に上昇した場合にも密封された容器をもつ電池の破裂を防ぎ、もって電池を内蔵する機器や携帯する人の安全を守る電池の安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話や携帯ビデオカメラ、ノートパソコンの携帯用電気機器の普及に伴い、電源となる電池の大容量化、高エネルギー密度化のニーズが急速に高まっている。そのような中で、鉛電池やニッカド電池に比べ３〜４倍の重量エネルギー密度をもつリチウム二次電池が現れ、このような高いエネルギー密度をもつリチウム二次電池が、先述した高密度化のニーズに最適であるとして、これらの二次電池に代わって高い注目を集めている。
【０００３】
しかしながら、リチウム二次電池など高いエネルギー密度をもつ電池では、高活性な電池反応が起こるがゆえに高い安全性が求められる。例えば、短絡や過充電、過熱等により電池反応部でガスが多量に発生して電池容器の内圧が異常に上昇した場合、容器の破裂が考えられる。従って、このような不測の事態に対処するため、容器の破裂を未然に防ぐことのできる安全装置を電池容器に備える必要がある。
【０００４】
従来、このような安全装置としては、例えば特開平６−１９６１５０号公報や特開平２−２８８０６３号公報に開示されているように、電池容器に異常な内圧上昇が生じた場合、電流路を遮断して電池反応を止めることにより、容器の破裂が生じる前に内圧上昇をくい止めたり、さらに容器が破裂する恐れがあるほど圧力が上昇した場合には、容器の一部を破壊してガスの解放を行い内圧を低下させるなどして、電池の破裂を防ぐものが知られている。
【０００５】
前者の安全装置は、電池容器の開口を遮蔽し容器内方向に切頭円錐型の凸状に突出している隔壁をもち、この隔壁の一部を電極と導通した部材と溶接した構造をしている。通常の使用時においてはこの溶接部で電流の導通がなされるが、容器の異常な内圧上昇時においてはこの溶接部が破断し、電流路が遮断される。従って、この溶接部の接合面積、接合強度などによって電流遮断が起こる作動圧が主として決定される。しかし、これら接合面積、接合強度を正確に制御することは極めて困難で、溶接方法によってはそれらのばらつきが非常に大きくなり、電流遮断が起こる作動圧を管理することが困難となる。それゆえ、製品によって安全装置の作動圧がまちまちとなり、電池の安全性において高い信頼性が得られない。
【０００６】
一方、後者の安全装置では、容器内方向へ突起状に突出した突起部を中央部に備えた隔壁をもち、この突起部を電極と導通する部材と接触させた構造をしている。通常の使用時においてはこの接触部で電流の導通がなされるが、容器の異常な内圧上昇時においてはこの接触が外れ、電流路が遮断される。しかし、この安全装置は、突起部を有した複雑な形状の隔壁をもつため、この部材を成形加工するのは易しくなく、また電池への組み付けも複雑な工程を必要とする。
【０００７】
ところで、例えばリチウム二次電池では、充電に伴ってリチウムが析出して体積が膨張し、電池容器の内圧がわずかに上昇するが、放電に伴って析出したリチウムが溶出して体積が縮小し、元の内圧に戻る。このような長期の使用における内圧の変化により、感圧部材などに小さな応力であるが繰り返し応力が作用し、感圧部材はもとよりこの部材を介して他の部材も間接的に応力を受けてこれらの部材が疲労してしまうことが予想される。
【０００８】
また、満充電状態を長時間にわたって保持すると、わずかに上昇した電池容器の内圧によって、大きくはないが感圧部材などの構成部材に直接的もしくは間接的に長時間にわたって応力が作用する。この結果、このような応力を受けた部位においてクリープが生じる。
このような疲労やクリープにより、感圧部材などの構成部材の機械的強度が低下し、この結果、あらかじめ設定した内圧よりも低い内圧で安全装置が誤作動してしまう可能性が生じる。つまり、まだ安全な範囲内にある内圧で安全装置が誤作動してしまい、電流の導通が断たれ、この電池はもはや使用できなくなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、容易に形成できるだけでなく電流遮断が起こる作動圧のばらつきも少ないものであって、また、あらかじめ設定した内圧よりも低い内圧で誤作動してしまうことのない電池の安全装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、電池の電極および電解液を収容する容器の開口を遮蔽する導電性の隔壁と、この隔壁の中央部内部に位置して容器に固定されるとともに電極に導通可能に接続される導電性の接触導体と、を備える電池の安全装置において、隔壁の外側にバネを配設し、このバネによって隔壁を接触導体の方向へ押圧付勢することにより、通常の使用時においては隔壁の変動を抑え、また容器の異常な内圧上昇においては隔壁が接触導体から分離する内圧を制御できることを見出し、本発明に至ったものである。
【００１１】
即ち、本発明の電池の安全装置は、電池の電極および電解液を収容する容器の開口を遮蔽する導電性の隔壁と、前記隔壁の中央部内部に位置して前記容器に固定されるとともに前記電極に導通可能に接続される導電性の接触導体と、を備え、前記容器の内圧上昇に基づく前記隔壁の変位により前記隔壁と前記接触導体との導通の遮蔽が生じる電池の安全装置において、前記安全装置は、前記隔壁の外側に備えられ前記隔壁を前記接触導体方向に押圧付勢するバネを有し、該バネの押圧によって前記隔壁が前記接触導体から分離する内圧を制御し、前記バネは、前記隔壁が前記接触導体から分離した後には前記隔壁への押圧付勢を行わないことを特徴とする電池の安全装置。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の電池の安全装置は、前記の如く、隔壁、接触導体およびバネから主として構成される。以下、各部材の形態について説明する。
隔壁については、その形態については特に限定されるものではないが、優れた導電性をもち、適度な機械的強度をもつものが好ましい。その形状としては、容器の開口の形状に応じて平面形状を選択することができ、必要な機械的強度に応じてその厚さや縦断面形状を選択することができる。例えば、円筒型電池に用いる場合であれば、薄板円板状とすることができる。また、その材質としては金属材料を用いることができ、例えば、アルミニウム合金などのアルミニウム材は、優れた導電性をもち、薄板であっても比較的高い機械的強度が得られる他、軽量であり材料費も安いという長所がある。
【００１３】
接触導体については、その形態については特に限定されるものではないが、電極の導電性部材となるとともに前記バネによって前記隔壁を押圧付勢するときの支持体となるため、良導電性をもち、剛性の高い形状、材質からなり、自由に変動しないように固定されているものが好ましい。例えば、アルミニウム合金からなり、厚肉略板状のものとすることができ、その周縁部で容器に強固に固定できるものを用いることができる。
【００１４】
また、この接触導体は、隔壁が容器の内圧に感圧できるようにするため、容器内部と隔壁とが連通できるような形状であることが好ましい。例えば、この接触導体が厚肉略板状で、その周囲を容器に固定するものであるならば、接触導体の一部に穴などの開口部を設け、この開口部を通じて容器内部と隔壁とが連通できるようにすることができる。あるいは、別に容器内部と隔壁とが連通できる連通口などが設けられるように、この接触導体の形状、取り付け方法などを選択することもできる。
【００１５】
また特に、前記隔壁および前記接触導体が電池の正極側の部材である場合には、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、ステンレス鋼など材料を双方に用いることが適当である。
バネについては、その形態については特に限定されるものではなく、前記容器の内圧上昇において前記隔壁を前記接触導体から分離させる内圧に応じて形状、材質等を選択することができる。前記隔壁を前記接触導体に押し当てる強さに応じて、このバネの押圧の大きさを選択することができる。
【００１６】
このバネの押圧力はバネの弾性力によって生じることは言うまでもないが、隔壁を介して受ける内圧の押圧に対してその弾性力によりこの押圧に対抗し、内圧の大きさに応じて弾性力が働く。しかし、この弾性力を上回る内圧が隔壁に作用すると、もはやこの押圧に対して対抗することができなくなって変形する。このとき、隔壁が接触導体から分離する。
【００１７】
従って、この弾性力の大きさに応じて、容器の内圧上昇における隔壁の接触導体から分離する内圧の大きさを決定することができる。即ち、容器の内圧上昇においてはこのバネの押圧によって隔壁が接触導体から分離する内圧を制御することができるのである。この場合では、容器の内圧が安全な範囲内にある場合には隔壁が変動せず、容器の内圧が何らかの原因で異常に上昇したときには、この内圧が容器の破裂を引き起こすほど危険な大きさに達する前に、所定の安全な内圧で隔壁の接触部材から分離できる大きさを選択する。
【００１８】
なお、隔壁と接触導体とは溶接等で接合してもよいが、バネの押圧の大きさを十分大きくとって隔壁を接触導体に強く押し当てることにより、隔壁と接触導体とを溶接等で接合することなく接合させることもできる。この場合、容器の内圧が安全な範囲内にある場合には隔壁が変動しないような大きさを選択する
このとき、前記バネは、前記隔壁が前記接触導体から分離した後には前記隔壁への押圧付勢を行わないことが望ましい。これは、隔壁が接触導体から分離した後にもバネが隔壁に対して押圧付勢を行うと、隔壁が容器内方向に押圧されて再び接触導体と接触する恐れがあるからである。再び導通が起こると異常な電池反応が再発して内圧が上昇し、電池の破裂の危険性が生じてくる。
【００１９】
このようなバネとして例えば、円筒型電池に用いる場合であって、前記隔壁が薄板円板状であるならば、図４に示すような形状をもつ板バネを用いることができる。この板バネは、略円板状でその中央部に開口穴をもち、断面湾曲形状をしている。これは導電性でなくてもよいが、金属などを材料として成形加工等により容易に形成することができる。中央部に設けられた開口穴は、後述の実施例でその働きを詳しく述べるが、破断用刃部で隔壁を破ることができるようにするものである。この板バネの弾性力はその材料、形状、厚さ等により決定され、所望の弾性力に応じてこれらの因子を選択することができる。
【００２０】
この板バネを安全装置に取り付けるときには、その膨らんだ面を隔壁方向に向けつつ周縁部でもって容器に固定するが、その中央部を隔壁もしくは介在物に押し当てその中央部より隔壁を接触部材の方向へ押圧できるようにする。
容器の内圧が安全な範囲内にあれば、この板バネは、隔壁を介して受ける内圧の押圧に対してその弾性力によりこの押圧を吸収し、膨らんだ面を隔壁方向に向けた形状を保つ。しかし、容器の内圧が何らかの原因で異常に上昇した場合、この内圧が容器の破裂を引き起こすほど危険な大きさに達する前に、所定の安全な内圧での隔壁の接触部材から分離するとともに、膨らんだ面が隔壁の変動方向に反転し、隔壁に対して押圧を作用することができなくなる。
【００２１】
以上のように本発明の安全装置が構成することができるが、隔壁と接触導体との接合部においては、その剥離強度が隔壁の破断未満に抑えられることが好ましい。これが、仮に、逆に接合部の剥離強度が隔壁の破断強度を上回る場合には、接合部周辺で隔壁が破断し、破口が生じて内圧が抜けるが、このとき導通が遮断されるとは限らない。従って、このような構成では、導通がある限り短絡や過充電などによる発熱やガス発生が止まらないので好ましくない。
【００２２】
以上の他、本発明では、導電性の導体板からなり前記隔壁と前記接触導体との間に介在してその両面で前記隔壁および前記接触導体が接合される中間接合体を具備し、該中間接合体が前記内圧上昇による前記隔壁の破断以前に前記隔壁を前記接触導体から分離し、かつ該分離が前記中間接合体に形成された易破断部位を介して行われることが望ましい。これにより、バネに加え、易破断部位の形状を適切に設定することで該易破断部位の破断が起こる内圧を適切に管理することができる。それゆえ、電流遮断が起こる作動圧のばらつきをさらに少なくすることができる。
【００２３】
また、前記容器に直接または間接的に固定され、前記隔壁の外側面の中央部付近に所定の間隔を空けて対向する破断用刃部を有することが望ましい。隔壁が接触導体から分離した後においてもさらに内圧が上昇した場合、この内圧の上昇により隔壁が容器外方向へ変位し、隔壁がこの破断用刃部に自らを押し当てる。このとき、押し当てられた部分に刃が切り込んで隔壁に破口が生じる。この結果、この破口から内部ガスが噴出し、内圧のガスが電池外部に放出されることによって電池の破裂は未然に防がれる。なお、切刃突起の水平断面形状は、出刃包丁のような一文字型、Ｔ字型、くの字型、円周型、半円型など適切な形状を取り得る。
【００２４】
以上、本発明の安全装置の形態について説明してきたが、安全装置を組み付ける電池の種類としては、起電力を有する化学物質が密閉容器内に内蔵されるものであればどんな種類の電池でもよく、一次電池であっても二次電池であってもよい。中でも、リチウム二次電池は、前述したように優れた電池特性を有するため好ましい電池である。また電池の形状も特に限定されるものではなく、円筒型のほか、コイン型や角型など、任意の形状の電池に用いることができる。
【００２５】
【作用】
本発明の電池の安全装置は、複雑な形状の感圧部材（隔壁）を用いることなく構成できるため容易に形成でき、電池に組み付けたりする工程も簡易に行える。また、前記容器の異常な内圧上昇が起こった場合、バネによる押圧によって前記隔壁が前記接触導体から分離する内圧を制御するため、溶接等の接合面積、接合強度などが主として作動圧の因子になるものと比べ、製品間の電流遮断が起こる作動圧のばらつきが少なくなる。
【００２６】
また、リチウム二次電池など通常の使用時において安全な範囲内であるが内圧上昇もしくは内圧変化が生じる電池に用いると、隔壁は、充放電時に伴う前記内圧の変化によって押圧力を繰り返し受けたり、あるいは満充電状態を長時間にわたって保持すると上昇した内圧から押圧力を長時間受けたりする。しかし、バネの押圧が内圧による押圧力の逆方向に加え続けられるため、隔壁の変動が抑制され、隔壁に直接的に作用する応力はもとより他の部材へ間接的に作用する応力も抑えられる。それゆえ、安全装置を構成する部材の疲労やクリープを抑えることができる。
【００２７】
この結果、短絡や過充電、過熱等により電池容器の内圧が異常に上昇した場合、内圧が安全な範囲に収まっている場合には低圧で電流遮断が誤って行われることなく電流路は接続状態を維持し、内圧が安全な範囲より大きくなりそうな場合には危険な大きさになる前に、あらかじめ設定された安全な作動圧で正確に電流遮断を行うことができる。また、このような電流の遮断は、電池の充放電サイクル数に関係なく確実になされる。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
本実施例では、隔壁、接触導体およびバネの他、中間接合体および破断用刃部を用いて本発明の電池の安全装置を構成し、円筒型のリチウム二次電池に組み込んだ例を示す。この電池の安全装置を説明する前に、先ず、電池の構成から簡単に説明する。なお、実施例説明中の上下は参照図中の上下をもってこれを定義することにする。
【００２９】
この電池は、図１に模式的に示すように、電池反応が起こる電極１と、電極１を収納固定する容器２と、容器２の上端開口を密閉する蓋部３と、から構成される。
電極１は、軸心に沿って立設された丸棒状の正極側の電極棒（図示せず）と、シート状の正極および負極を多孔フィルムからなるセパレータを挟んで渦巻き状に電極棒の周囲を巻装してなる電極部（図示せず）と、からなり、電解液に浸漬されている。容器２は、良導電性を有して負極端子を構成する底付円筒形状の容器から構成される。電極１および容器２は、公知の形成方法でもって形成したものである。
【００３０】
蓋部３は、電池の安全装置３０と、電池の安全装置３０の外に位置して電池の安全装置３０と上下に重ねて配設されている外蓋３１と、から主として構成される。また、これらの他、補助部材として、これらを一体化するための薄板状金属製の外周枠体３２と、各種の絶縁部材３３、３４、３５、３６と、シール溶接用キャップ３７と、を備える。
【００３１】
電池の安全装置３０は、容器２の開口を遮蔽する隔壁３０１と、隔壁３０１の中央部内部に位置して容器２に固定されるとともに電極１の電極部に接続された導電性の接触導体３０２と、隔壁３０１の外側に備えられ隔壁３０１を接触導体３０２方向に押圧付勢するバネ３０３と、隔壁３０１と接触導体３０２との間に介在してその両面には隔壁３０１および接触導体３０２が接合された中間接合体３０４と、後述の外蓋３１の中心部に直接的に固定されて隔壁３０１の外側面の中央部付近に所定の間隔を空けて対向する破断用刃部３０５と、から構成される。
【００３２】
隔壁３０１はアルミニウム合金からなる薄板円板からなる。この隔壁は容器２の内圧の感圧部材としての働きもする。その外周部はバネ３０３の外周部を介在させて外蓋３１の外周部下面に押圧されて密着している。
接触導体３０２は、アルミニウム合金からなる剛性の高い厚肉略円板形状の導電性部材である。この接触導体は、中心部に円筒状の穴３０２ａと、その周囲に隔壁３０１と接触導体３０２との間の空間と連通した１個以上の（複数個の）連通口３０２ｂを有する。従って、容器２の内圧は、穴３０２ａを通じ中間接合体を介して間接的に隔壁３０１に作用し、連通口３０２ｂを通じて直接的に隔壁３０１に作用する。それゆえ、連通口３０２ｂの大きさを適切に取ることにより、接触導体３０２の機械的強度を損なうことなく、隔壁３０１の内圧に対する感圧度を大きくすることができる。
【００３３】
バネ３０３は、図５に示す形状をもつ板バネからなる。このバネは、先述の図４で説明した構造をしており、ステンレス鋼を材料としてなる。
中間接合体３０４は、アルミニウム合金からなり、接触導体３０２の穴３０２ａの口径よりやや大きい半径をもつ薄板円板状の導体板である。中間接合体３０４は、図２にも示されるように、平面Ｃ字形状の穴をもつ。易破断部位３０４ａはこの穴によって隔てられた中央部３０４ｂと周縁部３０４ｃの一部がつながった部位に相当する。隔壁３０１とは中央部３０４ｂと周縁部３０４ｃとで接合され、接触導体３０２とは周縁部３０４ｃのみで接合されている。易破断部位３０４ａに所定のせん断力が作用するとこの部位において破断する。
【００３４】
破断用刃部３０５は、良導電性金属（例えばステンレス鋼）からなり、略厚肉円板形状を有しその外周部下面に複数の下向き切刃突起３０５ａを有する。この切刃突起３０５ａの水平断面形状は、出刃包丁のような一文字型である。なお、この破断用刃部３０５は、外蓋３１の中央部に設けられた穴に嵌め込まれ、溶接によって後付け固定されることにより、外蓋３１と一体的に形成されたものである。なお、破断用刃部３０５は、外蓋３１の成形と同時に一体成形してもよいし、中央に嵌め込み穴のない外蓋３１の下面に切刃突起を接合して形成してもよい。
【００３５】
外蓋３１は、アルミニウム合金からなる厚肉略円板形状を有し、電池の安全装置を外部から保護するとともに外部正極端子の役割も兼ねている。従って、これと一体的に形成された破断用刃部３０５は、前記隔壁３０１の破断だけでなく外蓋３１と同様の働きもなす。この外蓋３１はその外周部において段差部を有し、これによりその中央部は外周部より上方に突出している。また、外蓋３１は、中央部に先の破断用刃部３０５が嵌合挿入される嵌め込み穴をもつほか、その周囲に１個以上の（複数個の）内圧解放口３１ａを有する。この内圧解放口３１ａは、隔壁を破断用刃部で破ったときにこの破口から出てくるガスを外へ逃がすためのものである。
【００３６】
外周枠体３２は、良導電性の金属薄板から成形されてなり、上側輪板部３２ａと、上側輪板部３２ａの外周から軸方向下側へ延在する円筒部３２ｂと、円筒部３２ｂの下端から径方向内側に延在する下側輪板部３２ｃと、からなる。電池の安全装置３０および外蓋３１の各外周部、並びに絶縁部材３３、３４、３５は、それぞれ外周枠体３２の上下輪板部に挟圧されている。外周枠体３２は、その円筒部３２ｂで容器２の上端開口近傍の内周面に接して溶接され、密封固定されている。
【００３７】
中空底付円筒形状の絶縁材３３および輪板形状の絶縁部材３４は、電池の安全装置３０および外蓋３１の各外周部を容器２と絶縁することを目的として配設されたものである。また、輪板形状の絶縁材３５は、隔壁の外周部と接触導体の外周部とに挟まれて双方の外周部を電気的に分離絶縁している。さらに、輪板形状の絶縁材３６は、外周枠体３２の下側輪板部３２ｃの下面に接合されて、下側輪板部３２ｃの下面の電気的絶縁を図っている。これら絶縁材は、例えば、樹脂系の材料から形成することができる。
【００３８】
以上のように構成された本実施例の電池では、容器２の内圧が安全な範囲内にあるときには、隔壁３０１が大きな内圧を受けないので、図２からもわかるように、隔壁３０１と接触導体３０２とが中間接合体３０４を通じて導通する。従って、電極１から電極リードを介して接触部材３０２に電流が流れ、以降、接触部材３０２から中間接合体３０４、隔壁３０１、外蓋３１へと導電し、電流は正常に外部へ導通する。次に、この電池の安全装置３０は、内圧上昇時にいかなる動作をするかを以下に説明する。
【００３９】
短絡や過充電などに起因して電池の内圧が上昇すると、この内圧の押圧が、隔壁３０１および中間接合体３０４を上方に付勢する。このとき、中間接合体３０４においては、周縁部３０４ｃが接触導体３０２に接合されているため、易破断部位３０４ａにせん断応力が生じる。内圧が大きくなってこのせん断応力が易破断部位３０４ａの破断強度を超える大きさになると、易破断部位３０４ａがこのせん断応力に耐えられなくなって破断する。
【００４０】
このとき、易破断部位３０４ａの破断と同時に、隔壁３０１が接触導体３０２から剥離して上方へ塑性変形するとともに、図６に示すようにバネ３０３がその膨らんだ中央部を上方へ反転させる。この結果、図３に示すように、隔壁３０１と反転したバネ３０３’との間に空間３０３”ができ、もはやバネ３０３’は隔壁３０１に対して押圧付勢を行うことができなくなる。それゆえ、中間接合体３０４において、その中央部３０４ｂ’と周縁部３０４ｃ’との間の空間３０４’が保たれ、通電の遮断が保持される。
【００４１】
こうして、本実施例の電池の安全装置では通電が遮断されるため、電池反応が停止して異常な内圧上昇が止まる。このようにして、内圧の異常な上昇が回避され、電池の破裂を未然に防ぐことができる。
しかしながら、電池反応の停止後も内圧が異常に上昇する場合には、接触導体３０２から剥離した隔壁３０１は外側（図中上側）に膨張変位する。このとき、この膨張変位が、バネ３０３の中央部の開口穴３０３ａをくぐって破断用刃部３０５のところまで来ると、破断用刃部３０５の下向き切刃突起３０５ａに自らを押圧し、隔壁３０１に破口が生じる。この結果、隔壁３０１の破口から内圧が解放され、外蓋３１の内圧排出穴３１ａを通じて外気に放出される。こうして、電池の破裂は未然に防がれる。
【００４２】
以上のように電池の安全装置３０を備えた蓋部３が構成されているが、この蓋部３は、例えば次の組み立て工程で製造することができる。
先ず、隔壁３０１と接触導体３０２との間の周縁部に絶縁体３５を挟んで隔壁セミアセンブリを形成する。次に、先に得られた隔壁セミアセンブリと破断用刃部３０５が固定された外蓋３１との間に、板バネ３０３を中央の膨らんだ部分を隔壁セミアセンブリの方に向けて挟み込み、絶縁材３４を外壁３１に重ねて外周枠体３２に嵌め込む。ここで、外周枠体３２の上側輪板部３２ａの内周端は最初、外側（図１では上側）に開いており、隔壁セミアセンブリらを嵌め込んだ後、上側輪板部３２ｂは図１に示す正規の位置にかしめられる。また、外周枠体３２の下側輪板部３２ｃには絶縁材３６があらかじめ接合されている。
【００４３】
こうして蓋部３が組み立てられた後、接触導体３０２には、リボン状のリード（図示せず）の一端が接続される。このリードの他端は、あらかじめ正極に接続されており、接触導体３０２に接続後、このリードを折り畳んで蓋部３を容器２に嵌め込む。蓋部３を容器２に接続した後、シール溶接用キャップ３７で容器２と蓋部３との間の隙間を完全に塞ぎ、容器内を密閉して組立を完了する。なお、リードの代わりに、正極と電気的に接続されている集電棒を接触導体３０２に接触させて電気的に接続してもよい。
【００４４】
以上、本発明の電池の安全装置を円筒型のリチウム二次電池に組み付けた例をもって説明してきたが、電池構造は渦巻き構造以外にも積層構造などでもよく、公知の各種変形をとることができる。このとき、電極反応部および容器は公知の製造方法によって形成することができ、蓋部は上記の例と要旨を変更しない限りほぼ同様に形成することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の電池の安全装置は容易に形成でき、電池に組み付けたりする工程も簡易であるため、歩留まり良くかつ低コストで安全装置を製造することができる。また、電流遮断が起こる作動圧のばらつきが極めて少なくなるため、電池の安全に対する信頼性が高くなる。
【００４６】
さらに、リチウム二次電池など通常の使用時において安全な範囲内であるが内圧上昇もしくは内圧変化が生じる二次電池に使用する場合、電池の充放電サイクル数に関係なく、あらかじめ設定された安全な内圧で確実に安全装置を働かせることができるため、電池の安全に対する信頼性を高くするばかりでなく電池の寿命も長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この図は、本実施例の電池の安全装置を組み付けた電池の要部断面図である。
【図２】この図は、本実施例の中間接合体が組み付けられた様子を示す要部断面図およびその平面図である。
【図３】この図は、本実施例の電池の安全装置が作動したときの様子を示す電池の要部断面図である。
【図４】この図は、本発明の電池の安全装置板に使用することができるバネの斜視図である。
【図５】この図は、本実施例の電池の安全装置を構成する板バネの平面図および縦断面図を示す図である。
【図６】この図は、本実施例の電池の安全装置が作動したときの本実施例の電池の安全装置を構成する板バネの様子を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１：電極  ２：容器  ３：蓋部  ３０：電池の安全装置  ３１：外蓋    ３２：外周枠体  ３３、３４、３５、３６：絶縁部材  ３７：シール溶接用キャップ３０１：隔壁  ３０２：接触導体  ３０３：バネ  ３０４：中間接合体  ３０５：破断用刃部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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