[發(fā)明專利]方形電池的安全機(jī)構(gòu)和其制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01802133.6
• 申請(qǐng)日: 2001-02-19
• 公開（公告）號(hào): CN1386307A
• 公開（公告）日: 2002-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 合田佳生;德本忠寬;海老龍一郎;上田智通;牧野正紀(jì)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M2/02
• 分類號(hào): H01M2/02;H01M2/12
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王宏祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在比較偏平的方形電池殼內(nèi)裝入發(fā)電元件的方形電池內(nèi)部氣壓異常升高時(shí)、電池殼的一部分開口排氣的安全機(jī)構(gòu)和其制造方法。

背景技術(shù)

對(duì)用作便攜式電子設(shè)備電源的蓄電池，在要求有高能密度的同時(shí)，要求形狀是便于輕型化、小型化的、空間使用率高的形狀，作為滿足這些要求的電池，使用比較偏平的方形鋁制電池殼的鋰蓄電池引人注目。鋰蓄電池，為在電池殼內(nèi)裝入非水電解液(有機(jī)溶劑電解液)，而要求長(zhǎng)期穩(wěn)定的密封性，因而在電極組裝入有底角方形的電池殼內(nèi)后，將封口板在電池殼開口部上進(jìn)行激光焊，封住開口部。

前述鋰蓄電池一類的非水電解液蓄電池，由于過充電或使用不當(dāng)造成短路狀態(tài)，而使非水電解液分解的場(chǎng)合，產(chǎn)生氣體。這些氣體充滿電池殼中，在電池內(nèi)壓上升到某個(gè)數(shù)值以上時(shí)，往往導(dǎo)致電池殼破裂的結(jié)果。尤其是，非水電解液的蓄電池發(fā)生前述事故的可能性大于其它系列的電池。為將電池破裂防止于未然，以往就設(shè)置安全機(jī)構(gòu)，當(dāng)電池殼的內(nèi)壓超過某數(shù)值時(shí)，由其內(nèi)壓使電池殼的一部分形成開口，氣體便從開口部釋放到電池殼外部。

作為非水電解液蓄電池的以往的安全機(jī)構(gòu)可見圖11A～圖11C，這一般都熟悉的。圖11A所示的以往的第1安全機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是，在將有底角的的筒形電池殼1上端開口部密封的鋁制封口板(例如厚度900μm)2的一部分上形成排氣孔3，并在封口板2的下面真空貼合鋁制薄片4(例如厚30μm)。在電池殼1的內(nèi)壓升到規(guī)定值以上時(shí)，薄片4封住排氣孔3的部分4a受到氣體壓力的加壓而破裂，內(nèi)部氣體便通過薄片4破裂產(chǎn)生的開口部和排氣孔3而向電池殼1的外部排放。

圖11B所示的以往的第2安全機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)是，在有底角筒形電池殼1的一長(zhǎng)側(cè)面1a上形成有刻印槽7，平面看是圓形，具有V字形截面形狀。在刻印槽7的槽底面與電池殼1內(nèi)面之間設(shè)置圓形薄壁的易破裂部8。當(dāng)電池殼1的內(nèi)壓上升到規(guī)定值以上時(shí)，強(qiáng)度比長(zhǎng)側(cè)面1a其它部位低的易破裂部8產(chǎn)生開裂，形成開口，氣體就經(jīng)開口放到外部。

圖11C所示的以往第3安全機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是，在電池殼1底面上形成直線部且與電池殼1棱線平行和兩端有V字形的刻印槽9。由于刻印槽9形成在電池殼1面積最小的底面1b，所以，隨著內(nèi)壓升高，電池殼1兩側(cè)的長(zhǎng)側(cè)面1a、1c向外方膨脹時(shí)，底面1b向內(nèi)方側(cè)變形，使刻印槽9開裂形成開口，氣體便從此開口部向外部放出。

可是，前述第1安全機(jī)構(gòu)由于要對(duì)較小的長(zhǎng)方形封口板2進(jìn)行排氣孔3的穿孔加工、使封口板2的裝在電池殼1時(shí)成為內(nèi)面的一面表面活性化的加工、并進(jìn)行用滾筒將薄片4壓裝在使活性化的一面形成一體化的真空吸附加工。缺點(diǎn)是制造成本提高。而且，由于排氣孔3是在形狀較小的封口板2的端部形成的，故從電池外1整體來看，使封住排氣孔3的部分4a破裂用的氣體壓力僅作用在局部很小的部分上，有著使封住排氣孔3的部分4a破裂需要時(shí)間的問題。因此，已有技術(shù)是以電池內(nèi)壓達(dá)到規(guī)定值時(shí)使薄片4迅速破裂為目的的，也試用更薄的20μm薄片來代替以往的30μm厚薄片作薄片4。可是產(chǎn)生如下的新的問題：若薄片4做得更薄，則在進(jìn)行電池墜落試驗(yàn)時(shí)的沖擊下薄片4破裂。

前述第2安全機(jī)構(gòu)，使用金屬?zèng)_頭等對(duì)電池殼1的300μm程度厚的長(zhǎng)側(cè)面1a施行沖壓加工，形成圓形楔狀刻印槽7，制成余壁厚80μm左右的易破裂部8。沖壓加工時(shí)熱應(yīng)力產(chǎn)生加工硬化，長(zhǎng)側(cè)面1a的易破裂部8附近的物性變化，由于物性變化的程度、亦即硬化脆化的程度是不固定的，因而易破裂部8破裂時(shí)的電池內(nèi)壓也不能是設(shè)定固定值。而且，為防止塵埃等混入電池殼1內(nèi)，是在用封口板對(duì)電池殼1的開口部臨時(shí)封口的狀態(tài)下形成刻印槽7，但這時(shí)，在面積較大的長(zhǎng)側(cè)面1a上受到?jīng)_壓加工時(shí)材料流動(dòng)所產(chǎn)生的應(yīng)力，封口板2僅對(duì)電池殼1開口部成為開著的狀態(tài)。因而，在用激光焊將封口板2焊到電池殼1時(shí)，產(chǎn)生氣孔。此氣孔極易成為電解液漏液的原因。