(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極、負極およびセパレータとともに電解質が収納されたカンの上側開口にガスケットを介して結合される二次電池のキャップアセンブリであって、上部からキャップカバー、安全バルブ、絶縁体および電流遮断機の順序で設けられ、前記安全バルブが、絶縁体が挿入支持されるフランジ部を備えており、前記絶縁体が、電流遮断機が挿入支持されるフランジ部を具備することを特徴とする二次電池のキャップアセンブリ。
【請求項２】
前記キャップカバーと安全バルブとのあいだに電流制限機がさらに設けられることを特徴とする請求項１記載の二次電池のキャップアセンブリ。
【請求項３】
前記ガスケットと絶縁体が同一の材質で形成されることを特徴とする請求項１または２記載の二次電池のキャップアセンブリ。
【請求項４】
前記安全バルブと絶縁体のフランジ部が、所定の角度内側に折曲されてなることを特徴とする請求項１または２記載の二次電池のキャップアセンブリ。
【請求項５】
絶縁体のフランジ部の内側に強制圧入方式により電流遮断機を挿入して支持する工程、その絶縁体を安全バルブのフランジ部の内側に強制圧入方式により挿入して支持する工程、組立てられた安全バルブを電極部と電解質が収納されたカンの上側開口にガスケットを介して設置し、その上部にキャップカバーを積層する工程、前記カンの上側開口をクリンピングしてアセンブリする工程からなることを特徴とする二次電池のキャップアセンブリの製造方法。
【請求項６】
前記キャップカバーと安全バルブとのあいだに電流制限機をさらに設けることを特徴とする請求項５記載の二次電池のキャップアセンブリ製造方法。
【請求項７】
前記安全バルブと絶縁体のフランジ部が、所定の角度内側に折曲されることを特徴とする請求項５または６記載の二次電池のキャップアセンブリの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、安全バルブの変形を防止して電池の安全性と信頼性を確保し、電池の密閉性を向上させて液体電解質の漏出を防止することができる二次電池のキャップアセンブリおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二次電池は再充電、小型化および大容量化ができるものであり、代表的なものとして、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池、リチウム（Ｌｉ）電池またはリチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池が使用されている。
【０００３】
このような二次電池として広く知られるリチウムイオン電池は、正極の活物質としてリチウム−遷移金属酸化物が使用され、負極の活物質として炭素もしくは炭素複合体が用いられ、そのあいだに有機溶媒にリチウム塩を溶かした液体電解質が注入されている。このような二次電池は、前記正極と負極のあいだにリチウムイオンが移動して起電力が発生し、充電または放電を行なう。
【０００４】
図４は、従来のリチウムイオン電池の構造を示している。正極、セパレ−タおよび負極がともに巻き取られた電極部２は、液体電解質とともに前記負極と接続されたカン４の内部に収納され、そのカン４の上部には前記正極と接続されたキャップアセンブリ６が設けられている。
【０００５】
キャップアセンブリ６は、ガスケット８を介してカン４と絶縁され、上部からキャップカバー１０、電流制限機１２および安全バルブ１４の順序に積層された状態で、カン４の上部をクリンピング（Crimping）することによりアセンブリされるとともに、密封されており、前記安全バルブ１４の下部には絶縁体１６を介して電流遮断機１８を付着した構成になっている。電流遮断機１８は、正極との接続のために組立前に正極タップ２０と熔接されている。
【０００６】
しかしながら、前記構成を有する従来のリチウムイオン電池は、安全バルブ１４と電流遮断機１８とのあいだに絶縁体１６を介して互いに熔接する複雑な構造のみならず、安全バルブ１４が電流遮断機１８と絶縁体１６を支持しているので、安全バルブ１４が変形しやすく、この場合には安全バルブ１４と電流遮断機１８の作動が不良になるので、製品の安全性と信頼性に致命的な影響を及ぼす。
【０００７】
また、従来のリチウムイオン電池は、内部の密閉性を確保して液体電解質の漏出を防止するために、ガスケット８を所定の圧力に加圧しているが、圧縮性および組立不良により密閉性が下がって液体電解質の漏出が起こる問題点がある。
【０００８】
【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のものとして、安全バルブ、絶縁体および電流遮断機の組立方式および構造を改善して、電池の安全性、信頼性および密閉性を向上させることができる二次電池のキャップアセンブリおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
これを実現するために本発明の二次電池のキャップアセンブリは、正極、負極およびセパレータとともに電解質が収納されたカンの上側開口にガスケットを介して結合される二次電池のキャップアセンブリであって、上部からキャップカバー、安全バルブ、絶縁体および電流遮断機の順序で設けられ、前記安全バルブが、絶縁体が挿入支持されるフランジ部を備えており、前記絶縁体が、電流遮断機が挿入支持されるフランジ部を具備することを特徴とする。
【００１０】
すなわち、上部からキャップカバー、安全バルブ、絶縁体および電流遮断機の順序で積層されてカンの上側開口にガスケットを介してガスケットの内径に合わせるように設置され、前記絶縁体が安全バルブの外部に形成されたフランジ部に挿入支持されるとともに、前記絶縁体が、電流遮断機が挿入支持されるフランジ部を具備し、そのフランジ部の先端がガスケットと直接接触および密着されるようにした構成からなる。
【００１１】
また本発明の二次電池のキャップアセンブリの製造方法は、絶縁体のフランジ部の内側に強制圧入方式により電流遮断機を挿入して支持する工程、その絶縁体を安全バルブのフランジ部の内側に強制圧入方式により挿入して支持する工程、組立てられた安全バルブを電極部と電解質が収納されたカンの上側開口にガスケットを介して設置し、その上部にキャップカバーを積層する工程、前記カンの上側開口をクリンピングしてアセンブリする工程からなることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、前記安全バルブと絶縁体とのフランジ部は、その先端が所定の角度内側に折曲されて内径が縮小された構造からなるので、電流遮断機を絶縁体のフランジ部に強制挿入し、またその絶縁体を安全バルブのフランジ部に強制挿入する方法により容易に組立てれる。
【００１３】
したがって本発明は、絶縁体および電流遮断機が安全バルブのフランジ部の内側に挿入支持される構成により、安全バルブの変形が防止されるものであり、製品の安全性および信頼性を確保することができる。
【００１４】
また、本発明は、安全バルブのフランジ部によりガスケットとの接触面積が広がり、絶縁体のフランジ部が同一材質のガスケットと直接接触されるので、密閉性が向上されて液体の電解質の漏出が防止される効果を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実現するための望ましい実施の形態を添付される図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明を説明するにあたり、従来技術で用いた図と同一な構成に対しては説明の明瞭性のために同一な符号を使用する。
【００１６】
図１に示されるように、本発明にかかわる二次電池は、正極、負極およびセパレータがともに巻き取られた電極部２が収納されたカン４と、そのカン４の開口に挿入されるガスケット８を介して絶縁された状態で結合されるキャップアセンブリ６０とからなっている。
【００１７】
ここで、本発明の目的物であるキャップアセンブリ６０は、キャップカバー１０、電流制限機１２、安全バルブ６２、絶縁体６４および電流遮断機６６の順序で積層された構成でアセンブリされている。
【００１８】
本発明における安全バルブ６２は、その最外郭から下部に延長されたフランジ部６２ａを備えるものであり、そのフランジ部６２ａの内側に絶縁体６４と電流遮断機６６が強制圧入方式により挿入されて堅固に支持されている。また、同様に絶縁体６４の最外郭部にもフランジ部６４ａが形成され、そのフランジ部６４の内側に電流遮断機６６が強制圧入方式により挿入されて堅固に支持されている。
【００１９】
堅固に支持するために、安全バルブ６２と絶縁体６４のフランジ部６２ａ、６４ａは、互いに組立てる前に、図２に拡大して示されるように、その先端部が所定の角度θ、たとえば３〜７度内側に折曲されて内径が縮小された構造にするのが好ましい。これにより、絶縁体６４および電流遮断機６６が強制圧入方式により挿入されて堅固に支持される。
【００２０】
したがって、本発明における安全バルブ６２は、絶縁体６４を介して電流遮断機６６と熔接され、同時にフランジ部６２ａにより絶縁体６４と電流遮断機６６を支持するので、本発明は従来に比べて安全バルブ６２の変形を防止することができるし、結局、二次電池の安全性および信頼性を確保することができる。
【００２１】
一方、絶縁体６４のフランジ部６４ａは、その下向きに折曲された先端がガスケット８と直接接触するように構成されるとともに、ガスケット８と同一な材質、たとえば樹脂で形成されて電池の密閉性を向上させる。また、本発明における安全バルブ６２はフランジ部６２ａによりガスケット８との接触面積が広がる。このような作用により、本発明にかかわる電池は密閉性が向上して、液体電解質の漏出が防止される。
【００２２】
図３は本発明を実現するための組立方法を示している。図１と３に示されるように、本発明におけるキャップアセンブリ６０は、まず板状の絶縁体６４と安全バルブ６２をプレスしてフランジ部６４ａ、６２ａを形成する。これらの先端はプレスして内側に折曲されている。
【００２３】
このように設けられた絶縁体６４のフランジ部６４ａの内側に強制圧入方式により電流遮断機６６を挿入するとともに、同様に安全バルブ６２のフランジ部６２ａの内側に絶縁体６４を挿入する。つぎに前記のように組立てた安全バルブ６２を正極タップ２０と熔接したのち、電極部２と液体電解質が収納されたカン４の上側開口にガスケット８を介して設置し、その上部にキャップカバー１０および電流制限機１２を積層する。最終工程でカン４の上側開口をクリンピングすることにより、本発明におけるキャップアセンブリ６０は電池の一部としてアセンブリされる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明の二次電池のキャップアセンブリおよびその製造方法は従来の問題点を実質的に解消している。
【００２５】
すなわち、本発明における安全バルブは絶縁体を介して電流遮断機と熔接され、同時にフランジ部を用いて絶縁体と電流遮断機を堅固に支持するので、従来に比べてバルブの変形を防止することができるし、電池の安全性および信頼性を確保することができる。
【００２６】
また、本発明によれば、安全バルブのフランジ部により、電池の密閉性を決めるキャップアセンブリとガスケットの実際の接触面積が増大され、同時にガスケットと同一材質である絶縁体が互いに直接接触されるので、電池の密閉性を向上させて結果的に液体電解質の漏出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二次電池のキャップアセンブリの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の要部を拡大した断面図である。
【図３】本発明の組立構造を示す分離斜視図である。
【図４】従来の二次電池のキャップアセンブリの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
４    カン
８    ガスケット
１０    キャップカバー
１２    電流制限機
６０    キャップアセンブリ
６２    安全バルブ
６２ａ  フランジ部
６４    絶縁体
６４ａ  フランジ部
６６    電流遮断機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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