[發明專利]密閉型電池用橡膠制閥體、安全閥裝置及堿性蓄電池

有效

• 申請號: 201310683804.1
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103872280B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 渡邊榮人;溫田敏之;兒玉充浩;金本學
• 申請（專利權）人: 株式會社杰士湯淺國際
• 主分類號: H01M2/12
• 分類號: H01M2/12;H01M10/30;C08L23/12;C08L23/16;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 蔣亭

技術領域

本發明涉及密閉型電池用橡膠制閥體、安全閥裝置及堿性蓄電池。

背景技術

以往，在作為密閉型電池的堿性蓄電池中，在有底筒狀蓄電池外殼罐的開放端配置固定了帽部件的封口板，并隔著墊圈將蓄電池外殼罐的開放端邊緣卷邊，從而將蓄電池外殼罐的上部封閉。并且，在封口板的例如中央部設置排氣用的閥孔，采用如下的壓力調節裝置，即，平時，利用在由封口板和帽部件所包圍的閥箱內以壓縮狀態配置的橡膠制閥體，來將閥孔氣密密封，當電池內部的氣壓上升時，通過打開閥孔，排出內部蓄積的氣體的壓力調節裝置。

但是，在因外部短路而引起急速放電或電池被暴露在高溫下從而電池內部的溫度成為超過100℃那樣的異常的高溫的情況下，橡膠制閥體出現膨脹或橡膠制閥體的彈性模量發生變化，因此，有壓力調節裝置不工作、電池內部的壓力上升的可能性。

另外，負極中使用儲氫合金的鎳氫蓄電池的情況下，如果溫度上升，則儲藏了氫的儲氫合金的平衡壓增大，電池內部的壓力急劇上升，因此，有壓力調節功能來不及發生作用的可能性。

另外，在由于溫度上升而電池內部的溫度成為通常使用的樹脂制隔膜的熔點165℃以上的情況下，引起樹脂制隔膜的熔解，擔心會有內部短路的情況。

進而，由于在外部短路等的急速放電時電池的表面溫度上升，擔心會有樹脂制的外部零部件熔損的情況。

針對上述這種情況，專利文獻1中提出通過在橡膠制閥體中含有5～30質量％的聚丙烯，使高溫時的開閥壓降低，也可以追隨電池的急劇的溫度上升伴隨的內壓的變化。專利文獻1中，在釋放急速的溫度上升后的過剩壓力時，高溫時以維持20～60％的開閥壓為目的，使氣體排出口不成為開放狀態。這樣的橡膠制閥體中，不能充分地放出內部蓄積的熱量，伴隨急劇的溫度上升，有引起熱失控的可能性。因此，存在電池的溫度成為高溫，熔損位于電池的外部的部件的可能性。

如專利文獻1所記載，作為彈性材料提出了天然橡膠、SBR橡膠、乙烯丙烯橡膠。其中，乙烯丙烯橡膠為最優，但是由于橡膠彈性的經時變化，用于確保抑制電解液的漏出等長期可靠性的設定是困難的。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平9-237620號公報

發明內容

因此本發明鑒于上述現狀，其目的在于提供一種在電池內部的溫度異常上升時，通過急劇的熱劣化，可以使開閥壓大幅度降低的密閉型電池用橡膠制閥體、采用了該橡膠制閥體的安全閥裝置及采用這些而成的堿性蓄電池。

本發明人通過潛心研究，結果發現，在構成橡膠制閥體的橡膠組合物中同時含有規定量的樹脂和無機物時，在電池內部的溫度為100℃以下的平常狀態下，橡膠制閥體被賦予適度的彈性，壓力調節機構的正常的工作可以得到保證，而電池內部的溫度異常上升到超過100℃的情況下，橡膠制閥體熱劣化，電池內部的壓力能夠降低。本發明正是以這樣的見解為基礎完成的。

電池內部的溫度異常上升到超過100℃的情況下的橡膠制閥體的熱劣化，可以推測為起因于具有流動性的樹脂和不具有流動性的無機物混合存在。通常的樹脂的熱軟化行為是對于溫度顯示出緩慢的軟化行為。因此，從比目標的劣化溫度低的溫度起開始軟化，引起橡膠制閥體的熱劣化。與此相對，通過混合高溫時不具有流動性的無機物，被認為可以防止與所述樹脂的緩慢的軟化對應的橡膠制閥體的緩慢的熱劣化，在目標的劣化溫度下引起急劇的熱劣化。推測由于橡膠制閥體的急劇的熱劣化，引起開閥壓的大幅度減少。

即，本發明涉及的密閉型電池用橡膠制閥體，其特征在于，由含有20質量％以上的樹脂及無機物的橡膠組合物構成，所述樹脂的熔點在100～165℃的范圍。

附圖說明

圖1是本發明的一個實施方式涉及的堿性蓄電池的主要部分斷面圖。

圖2是表示試驗1中的各實施例和比較例的安全閥裝置的、隨著溫度的開閥壓的變化的圖表。

圖3是試驗1中的各實施例和比較例的橡膠制閥體的DSC曲線。

圖4是表示對試驗1中的各實施例和比較例的鎳氫蓄電池進行外部短路試驗時的電池的表面溫度的圖表。

符號說明：

1-堿性電池

4-封口板

41-閥孔

5-帽部件

6-橡膠制閥體

S-閥箱

具體實施方式

即，本發明涉及的密閉型電池用橡膠制閥體的特征在于，以壓縮狀態配置的復原式的橡膠制閥體由含有20質量％以上的樹脂及無機物的橡膠組合物構成。