(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
前記ケース内に交番に設けられた陽極板及び陰極板とその間に介在されたセパレータと、
前記ケースの上部に配置されるキャップ及び、前記キャップに結合され、通気孔の形成されたキャップカバーと、
前記通気孔に設けられる一方向弁とを具備し、
前記一方向弁は、
前記キャップカバーの通気孔に挿入できる中空型胴体部と、
前記中空型胴体部の外周面に形成された多数のガス通過溝と、
前記中空型胴体部の外側に形成されて前記キャップカバーの上部に位置する上部フランジと、
前記中空型胴体部の外側に形成されて前記キャップカバーの下部に位置する下部フランジと、
前記上部フランジと前記キャップカバーとの間に弾性支持されるバネと、
前記中空型胴体部の上部表面を閉鎖するように形成された脆弱部と、を具備することを特徴とする円筒形２次電池。
【請求項２】
前記一方向弁に外力を加えないときは前記下部フランジの上部表面が前記キャップカバーの底面に密着することによって、ガスのシールがなされ、前記一方向弁に外力を加えるときは前記ガス通過溝が前記通気孔に対応する位置に到達することによってケース内部のガスが排出されることを特徴とする請求項１記載の円筒形２次電池。
【請求項３】
前記脆弱部は前記ケース内部の圧力が所定値以上のとき、破断されることによってガスが排出されることを特徴とする請求項１記載の円筒形２次電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は円筒形２次電池に係り、特に電池の充電時に発生するガスを放出させるためにキャップ組立体内に一方向弁を具備した円筒形２次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池は直流電圧を供給する電気（装置）製品であって、各種電気、電子製品及び機器に用いられる多様な形態の乾電池を始め、自動車用バッテリ、機械装置の非常電源として用いられる蓄電池などがある。
【０００３】
一般に再充電が不可能な乾電池を１次電池と称する反面、他の電源から電気を供給される充電作用と使用時の放電作用が反復されうる電池を２次電池と称する。
【０００４】
図１は通常の円筒形２次電池を示す一部断面図である。
【０００５】
図面を参照すれば、従来の２次電池１０は円筒形の缶よりなるケース１４が備えられ、前記ケース１４の内部には陰極板１６と陽極板１７とが設けられる。
【０００６】
前記陰極板１６及び陽極板１７は各々所定の幅及び長さを有するストリップ状に形成される。
【０００７】
陰極板１６及び陽極板１７は相互接触されないようにセパレータ１８がその間に介在された状態で巻かれ、所調ゼリーロール（ｊｅ１１ｙ−ｒｏ１１）を形成する。従って、セパレータ１８が介在されてロール状に巻かれた陰極板１６と陽極板１７は相互交番された状態となる。
【０００８】
前記陰極板１６と陽極板１７のゼリーロールの上下部には絶縁部材１８を支持する上下部リング部材１５ａ、１５ｂが各々設けられている。上部リング１５ａ上にはガスケット１３が配置され、ガスケット１３に支持されるキャップカバー１２とキャップ１１が提供される。キャップカバー１２の中心部には脆弱部１９が形成される。脆弱部１９はキャップカバー１２と一体に形成されたものであって、ケース１４の内部圧力が高まると脆弱部１９が破断を起こしてガスを放出させることになる。
【０００９】
図２は図１の電池のキャップ組立体を示す分解斜視図である。
【００１０】
図面を参照すれば、キャップカバー１２の中心部には前述したように脆弱部１９が形成されており、縁部にはキャップカバー１２に対して組立時に曲げられるべンディング部分１２ａが形成されている。脆弱部１９は、例えばキャップカバー１２の中心部分にノッチまたは薄肉部分を形成することによって部分的に破断強度を弱化させたものである。従って、ケース１４内部の圧力が高まると脆弱部１９が破断されながらガスを外部に放出させることができる。
【００１１】
前述したような構成を有する電池を製造する過程は陰極板１６と陽極板１７をケース１４内に挿入し、電解液を注入した後、キャップ１１を含むキャップ組立体をケース１４の上部に配置する工程を含む。キャップ組立体の密封過程中に陽極板１７に形成された陽極タブはキャップ組立体の所定位置に溶接されることによって陽極板１７に対する電気的な接続が安定的に保障される。これに対して、陰極板１６は通常ケース１４の内側面に対して直接的に接触することによって電気的に接続されている。
【００１２】
完成された電池を製品として出荷する前には充電作業が行われる。即ち、２次電池をある程度充電させた後に製品として出荷することである。通常、２次電池の内部から発生するガスは最初の充電時に最も激しく発生することが知られている。その際、発生するガスの種類は、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、炭化水素等であり、これら以外にも様々なガスが発生して爆発する可能性がある。
【００１３】
しかし、従来の技術では発生ガスに対する効率的な排出方法が存在しなかった。即ち、キャップカバー１２に脆弱部１９を形成することによってガスが所定の圧力値以上に増加すれば脆弱部１９が破断されることによってガスを外部に放出することはできるが、一度脆弱部１９が破断されるとキャップ組立体を再び使用することができなくなる問題があった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は２次電池のケース内部から発生されたガスを任意に放出させうる弁の備えられた円筒形２次電池を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明によれば、ケースと、前記ケース内に交番に設けられた陽極板及び陰極板とその間に介在されたセパレータと、前記ケースの上部に配置されるキャップ及び、前記キャップに結合され、通気孔の形成されたキャップカバーと、前記通気孔に設けられる一方向弁とを具備し、前記一方向弁は、前記キャップカバーの通気孔に挿入できる中空型胴体部と、前記中空型胴体部の外周面に形成された多数のガス通過溝と、前記中空型胴体部の外側に形成されて前記キャップカバーの上部に位置する上部フランジと、前記中空型胴体部の外側に形成されて前記キャップカバーの下部に位置する下部フランジと、前記上部フランジと前記キャップカバーとの間に弾性支持されるバネと、前記中空型胴体部の上部表面を閉鎖するように形成された脆弱部と、を具備することを特徴とする円筒形２次電池が提供される。
【００１６】
また、本発明によれば、前記一方向弁に外力を加えないときは前記下部フランジの上部表面が前記キャップカバーの底面に密着することによって、ガスのシールがなされ、前記一方向弁に外力を加えるときは前記ガス通過溝が前記通気孔に対応する位置に到達することによってケース内部のガスが排出されることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明によれば、前記脆弱部は前記ケース内部の圧力が所定値以上のとき、破断されることによってガスが排出されることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明を詳しく説明する。
【００１９】
図３には本発明に係る円筒形２次電池が示されており、これらの要部構成は図１に示された２次電池の構成と全体的に似ている。
【００２０】
図面を参照すれば、円筒形のケース２４内にはストリップ状の陽極板２８と陰極板２６とが交番に設けられ、陽極板２８と陰極板２６との間にはセパレータ２７が介在されている。陽極板２８と陰極板２６の上下部はリング２５ａ、２５ｂにより支持される。また、電池の極板の上部にはガスケット２３に支持されるキャップカバー２２とキャップ２１とが提供される。キャップカバー２２の中心部には通気孔２２ｂ（図４参照）が形成され、前記通気孔には本発明の特徴に係る一方向弁３１が設けられている。また、キャップカバー２２とキャップ２１との間にＰＴＣ素子（図示せず）を配置させることができる。
【００２１】
図４は図３の一部に対する概略的な分解斜視図であり、ここでは本発明の特徴に係る一方向弁の設置状態が概略的に示されている。
【００２２】
図面を参照すれば、キャップカバー２２の中心には通気孔２２ｂが形成され、キャップカバー２２の縁部にはベンディング部２２ａが形成される。ベンディング部２２ａは曲げられることによってキャップ２１をキャップカバー２２の上部に固定させることになる。キャップカバー２２の通気孔２２ｂには一方向弁３１が設けられる。
【００２３】
一方向弁３１は中空型胴体部４１を有し、前記中空型胴体部４１の底面は開放され、上部表面は閉鎖されている。中空型胴体部４１の外表面に多数のガス通過溝４４が形成されており、上部フランジ４２と下部フランジ４３とを有する。一方向弁３１の中空型胴体部４１の最大直径は通気孔２２ｂの直径と一致する。中空型胴体部４１が通気孔２２ｂに挿入されたとき、下部フランジ４３はキャップカバー２２の底面に位置し、上部フランジ４２はキャップカバー２２の上部に位置する。バネ４６は中空型胴体部４１の外部に設けられ、バネ４６の上端部は上部フランジ４２の底面に支持され、バネ４６の下端部はキャップカバー２２の上部表面に支持される。
【００２４】
ガス通過溝４４は胴体部４１の円周表面に長手方向に相互平行に溝を形成したものである。ガス通過溝４４の中間部分が通気孔２２ｂの位置に対応すれば通気孔２２ｂの内径面とガス通過溝４４との間に所定の空間が形成され、それを通してガスが外部に放出される。一方、中空型胴体部４１の密閉された上部表面には脆弱部４５が形成される。このような脆弱部４５は中空型に形成された胴体部４１の上部を閉鎖するが、上部表面の縁部に、例えばノッチ（図示せず）を形成することによって、電池内部の圧力が所定値以上の場合に脆弱部４５から破断を発生させることができる。
【００２５】
図５及び図６は一方向弁の作動を示す概略的な断面図であって、図示の便宜上バネ４６が省略されている。
【００２６】
図５を参照すれば、バネ４６（図４）の弾性力は一方向弁３１を上方に偏向させる力として作用する。従って、外力が加えられないとき、下部フランジ４３はキャップカバー２２の底面に密着され、このときはケース２４（図２）の内側から発生するガスが外部に放出されない。
【００２７】
これに対して、図６を参照すれば、バネ４６の弾性力に反して外力Ｆを加えると、一方向弁４２は下方に下降することになる。この際、ガス通過溝４４がキャップカバー２２に形成された通気孔２２ｂの内径面に対応する位置に到達すれば、その間にガスを放出しうる空間が形成され、矢印Ｇで表されたようにガスが外部に放出される。外力Ｆを除去すれば一方向弁３１は再び図５に示された位置に復帰することになる。
【００２８】
実際に、一方向弁３１の作動は電池製造時にさらに有用である。即ち、キャップカバー２２のベンディング部２２ａを曲げることによってキャップ２１を固定する前にケース２４の内部から発生されたガスを外部に放出させるように一方向弁３１が使われる。前述したようにケース２４から発生するガスは最初の充電時に最も多く発生するので、キャップ２１を組立てる前に最初の充電を行い、引き続き一方向弁３１を押圧してガスの放出を試みることである。ガスの放出が行われた後には通常の方法によってキャップ２１を固定し、ケース２４も固定させる。
【００２９】
一方向弁３１の胴体部４１は底面が開放され、上部が密閉された中空型よりなり、密閉された上部表面には脆弱部４５が形成されているので、キャップ２１が完全に組立てられた後に発生される電池ケース２４内部の発生ガスが所定の圧力値以上に高まると、脆弱部４５が破断されてガスを放出することになる。即ち、製造者は一方向弁３１を任意にガス放出の目的のために使用できるだけでなく、電池の使用中に発生ガスによる電池の爆発恐れを防止する機能を行える。
【００３０】
なお、本発明は図面に示された一実施の形態に基づいて説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならこれより多様な変形及び均等な実施例が可能なのを理解しうる。よって、本発明の真の保護範囲は特許請求の範囲によってのみ決まるべきである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係る円筒形２次電池では一方向弁を用いることによって、最初充電時に発生されるガスを使用者が任意に外部に排出させ、電池使用中に発生されるガスによる爆発防止用の安全手段としても使用しうる。従って、電池から発生されるガスによる電池の使用及び製造上の短所が改善されうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の技術に係る円筒形２次電池に対する概略的な断面図である。
【図２】  図１に示された円筒形２次電池のキャップ組立体に対する概略的な斜視図である。
【図３】  本発明に係る円筒形２次電池に対する概略的な断面図である。
【図４】  図３に示された円筒形２次電池のキャップ組立体に対する概略的な分解斜視図である。
【図５】  一方向弁の作用に対する状態図である。
【図６】  図５に続き一方向弁の作用に対する状態図である。
【符号の説明】
２４      円筒形のケース
２１      キャップ
２２      キャップカバー
２２ｂ      通気孔
２６      陰極板
２８      陽極板
２５ａ、２５ｂ      リング
３１      一方向弁
【図１】
0004095755.tif 000002
【図２】
0004095755.tif 000003
【図３】
0004095755.tif 000004
【図４】
0004095755.tif 000005
【図５】
0004095755.tif 000006
【図６】
0004095755.tif 000007