[發明專利]堿性二次電池

有效

• 申請號: 201780079415.4
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN110100327B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 柴岡浩行
• 申請（專利權）人: FDK株式會社
• 主分類號: H01M50/30
• 分類號: H01M50/30;H01M50/10;H01M10/28;H01M10/34
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 呂琳;樸秀玉

鎳氫二次電池(2)具備：外裝罐(10)，在上端具有開口；電極組(22)，與堿性電解液一起容納于外裝罐(10)內；以及封口體(11)，對外裝罐(10)的開口進行封口，封口體(11)包括：蓋板(14)，具有中央貫通孔(16)；以及閥芯(18)，堵塞中央貫通孔(16)，由彈性材料構成，閥芯(18)包括：圓柱狀的主體部(54)，具有覆蓋中央貫通孔(16)的基端面(58)；以及擴徑部(56)，定位于主體部(54)的與基端面(58)相反的一側，直徑比主體部(54)的直徑大，擴徑部(56)的厚度(T)與閥芯(18)的整體高度(H)的比率R為27％以上。

技術領域

本發明涉及一種堿性二次電池，詳細而言，涉及一種具有安全閥的堿性二次電池。

背景技術

作為堿性二次電池的一種，已知有密閉型的鎳氫二次電池。該密閉型的鎳氫二次電池通過如下方式形成：包括隔著隔膜被重疊的正極以及負極的電極組與堿性電解液一起容納于具有開口的外裝罐內，該外裝罐的開口被封口體氣密地封閉。

再者，在鎳氫二次電池中，在弄錯正極和負極并進行了充電的情況下(誤充電)或者過充電的情況下，恐怕會在電池內異常地產生氣體而使電池內的壓力上升，外裝罐變形而使電池破裂。因此，為了防止這樣的電池破裂，在鎳氫二次電池中，開發出各種具有安全閥的電池，所述安全閥在電池內產生的氣體的壓力超過固定值的情況下開閥而將氣體釋放至外部(例如，參照專利文獻1等)。

這樣的安全閥通常配設于封口體。具有安全閥的封口體的構造例如如下所述。

封口體具備：蓋板，具有通氣孔，嵌合于外裝罐的開口；閥芯，配置為堵塞該通氣孔；以及帽構件，容納該閥芯并且兼作正極端子。需要說明的是，在該帽構件的側面設有排氣孔。上述閥芯由彈性材料、例如橡膠系材料構成，其形狀呈圓柱狀。該閥芯處于在帽構件的頂壁與蓋板之間被壓縮的狀態，在規定的壓力之前封閉通氣孔的開口端，保持電池的密閉性。

對于閥芯而言，當在電池內異常地產生氣體，電池內的氣體的壓力上升，超過規定的壓力時，因該氣體的壓力而使閥芯彈性變形，打開蓋板的通氣孔。由此，電池內的氣體經由通氣孔以及排氣孔被釋放至外部，會防止電池的破裂。之后，伴隨著電池內氣體壓力的降低，閥芯恢復至原來的形狀，封閉蓋板的通氣孔，電池再次成為密閉狀態。

再者，當安全閥工作，氣體從電池的內部被釋放出時，伴隨于此，堿性電解液也被釋放向電池的外部。如此，當堿性電解液被釋放出時，電池內的堿性電解液的量減少。當堿性電解液的量減少時，會阻礙電池的充放電反應，因此電池的壽命耗盡。

在此，當將閥芯變形而打開通氣孔時的壓力設為閥芯的工作壓時，在閥芯的工作壓比較低的情況下，即使電池的內壓為比較低的壓力，閥芯也會變形而打開通氣孔。如此，當閥芯的工作壓低時，即使略微的內壓上升，通氣孔也會被打開，每次堿性電解液都會被釋放至電池的外部，因此導致電池的低壽命化。

為了謀求電池的長壽命化，在比電池的外裝罐開始變形的壓力(以下，稱為破裂壓力)低的范圍內，盡量將閥芯的工作壓提高至接近該破裂壓力的值是有效的。通過這樣提高閥芯的工作壓，通氣孔被打開的頻率變低，因此，能夠抑制堿性電解液被釋放至電池的外部，能夠謀求電池的長壽命化。

因此，為了謀求電池的長壽命化，進行了在比破裂壓力低的范圍內盡量提高閥芯的工作壓的嘗試。作為這樣的嘗試，例如，進行了：對構成閥芯的橡膠的材料配方進行調整來提高橡膠硬度；對帽構件內的尺寸進行調整等來更強地按壓容納于帽構件內的閥芯，使閥芯的壓縮率進一步提高。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2003-045393號公報

發明內容

發明所要解決的問題

再者，在上述那樣的提高構成閥芯的橡膠的硬度的方案、提高閥芯的壓縮率的方案中得到的閥芯的工作壓還尚未達到接近破裂壓力的值。