JP2019200888A - 防爆弁、防爆弁ユニット、防爆弁の製造方法及び防爆弁ユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可撓性を有する外装部材で密閉される密閉容器の内圧が上昇した際に内圧を開放すると共に、密閉容器の密閉性を向上させること。【解決手段】弁孔１１を備える可撓性を有する外装部材１０に設けられる防爆弁２０は、弁孔１１を覆う被覆部２９と、被覆部２９に設けられると共に被覆部２９に対して薄肉部２５を介して一体に接続される蓋部２２と、被覆部２９の周囲に設けられる外周部２３と、を備える本体部材２１と、外周部２３に接合すると共に外装部材１０に接続する絶縁部３０と、を有する。外周部２３は、絶縁部３０と接合する接合面２６に微細な凹凸を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、防爆弁、防爆弁ユニット、防爆弁の製造方法及び防爆弁ユニットの製造方法に関する。

従来、リチウムイオン電池等のバッテリーの密閉容器に取り付けられ、密閉容器の内部にガス等が発生することによる密閉容器の内圧の上昇時に内圧を開放する防爆弁が知られている。このようなバッテリーの密閉容器としては、角型、丸型又はラミネートタイプ等が存在している。特に、密閉容器がラミネートタイプのバッテリーは、薄型化及び小型化できるため、車両のシート又はトランクルームの下等に配置される車載用のバッテリーとしても用いられている。

特許文献１は、金属樹脂複合フィルムにより形成された密閉形電池用パッケージに発電要素を収容した密閉形電池を開示している。特許文献１の密閉形電池は、金属樹脂複合フィルムを厚さ方向に貫通する貫通孔と、この貫通孔を閉鎖すると共に金属樹脂複合フィルムに融着された蓋部材と、を備え、密閉形電池用パッケージの内圧が一定以上に達したときに蓋部材が作動する。この蓋部材は、金属箔心材と、金属箔心材の表面に沿う樹脂製の金属接着性を有する融着性樹脂層と、金属箔心材の裏面に沿う樹脂製の金属接着性を有する融着性樹脂層と、が積層されて構成されている。

特開２００２−３２４５３６号公報

しかしながら、特許文献１においては、積層された金属箔心材と融着性樹脂層との接合強度が十分ではない場合に、密閉性に劣るという課題を有する。

本発明の目的は、可撓性を有する外装部材で密閉される密閉容器の内圧が上昇した際に内圧を開放することができると共に、密閉容器の密閉性を向上させることができる防爆弁、防爆弁ユニット、防爆弁の製造方法及び防爆弁ユニットの製造方法を提供することである。

本発明に係る防爆弁は、弁孔を備える可撓性を有する外装部材に設けられる防爆弁であって、前記弁孔を覆う被覆部と、前記被覆部に設けられると共に前記被覆部に対して薄肉部を介して一体に接続される蓋部と、前記被覆部の周囲に設けられる外周部と、を備える本体部材と、前記外周部に接合すると共に前記外装部材に接続する絶縁部と、を有し、前記外周部は、前記絶縁部と接合する接合面に微細な凹凸を有する。

本発明に係る防爆弁ユニットは、上記の防爆弁と、前記外装部材と、を有する。

本発明に係る防爆弁の製造方法は、弁孔を備える可撓性を有する外装部材に設けられる防爆弁の製造方法であって、金属板をプレス加工することにより、前記弁孔を覆う被覆部と、前記被覆部に対して薄肉部を介して一体に接続される蓋部と、前記被覆部の周囲に設けられる外周部と、を備える本体部材を形成すると共に、前記外周部に絶縁部を接合する過程において、前記金属板又は前記本体部材の表面に対して所定の処理液で表面処理を施すことにより、前記外周部の前記絶縁部との接合面に微細な凹凸を形成する。

本発明に係る防爆弁ユニットの製造方法は、弁孔を備える可撓性を有する外装部材と、前記外装部材に設けられる防爆弁と、を有する防爆弁ユニットの製造方法であって、金属板をプレス加工することにより、前記弁孔を覆う被覆部と、前記被覆部に対して薄肉部を介して一体に接続される蓋部と、前記被覆部の周囲に設けられる外周部と、を備える本体部材を形成すると共に、前記外周部に絶縁部を接合して前記防爆弁を形成する過程において、前記金属板又は前記本体部材の表面に対して所定の処理液で表面処理を施すことにより、前記外周部の前記絶縁部との接合面に微細な凹凸を形成する工程と、前記絶縁部を前記外装部材に接続する工程と、を有する。

また、本発明に係る防爆弁ユニットの製造方法は、弁孔を備える可撓性を有する外装部材と、前記外装部材に設けられる防爆弁と、を有する防爆弁ユニットの製造方法であって、第１の金属板をプレス加工することにより、前記弁孔を覆う被覆部と、前記被覆部に対して薄肉部を介して一体に接続される蓋部と、前記被覆部の周囲に設けられる外周部と、を備える本体部材を形成すると共に、前記外周部に第１の絶縁部を接合して第１の部材を形成する過程において、前記第１の金属板又は前記本体部材の表面に対して所定の処理液で表面処理を施すことにより、前記外周部の前記第１の絶縁部との接合面に微細な凹凸を形成する工程と、第２の金属板をプレス加工することにより、前記被覆部に接続する接続部と、前記接続部の周囲に設けられると共に前記外装部材の下方に位置する鍔部と、を備える追加部材を形成すると共に、前記鍔部に第２の絶縁部を接合して第２の部材を形成する過程において、前記第２の金属板又は前記追加部材の表面に対して所定の処理液で表面処理を施すことにより、前記鍔部の前記第２の絶縁部との接合面に微細な凹凸を形成する工程と、前記本体部材と前記追加部材との間に前記外装部材を介在させて、前記被覆部と前記接続部とを接続する工程と、記第第１の絶縁部と前記第２の絶縁部とを前記外装部材に対して上下からかしめて固定する工程と、を有する。

可撓性を有する外装部材で密閉される密閉容器内の内圧が平常値である場合には外周部と絶縁部とが強固に接合して密閉容器を密閉し、密閉容器内の内圧が上昇した際に、弁孔を介して蓋部に内圧が加わって薄肉部が破損して蓋部が上方に移動すると共に弁孔を外部に連通させることにより、密閉容器内の内圧を弁孔を介して外部に開放する。

本発明によれば、可撓性を有する外装部材で密閉される密閉容器の内圧が上昇した際に内圧を開放することができると共に、密閉容器の密閉性を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態に係るバッテリーの分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る防爆弁の斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る防爆弁ユニットの断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る防爆弁ユニットの製造工程を順番に示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る防爆弁の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る防爆弁ユニットの断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る防爆弁ユニットの製造工程を順番に示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る防爆弁の上側本体部の斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る防爆弁の下側本体部の斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る防爆弁ユニットの断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る防爆弁ユニットの製造工程を順番に示す図である。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態につき、詳細に説明する。図中、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、３軸直交座標系を成し、ｙ軸の正方向を前方向、ｙ軸の負方向を後ろ方向、ｘ軸方向を左右方向、ｚ軸の正方向を上方向、及びｚ軸の負方向を下方向として説明する。

（第１の実施形態）
＜防爆弁ユニット及び防爆弁の構成＞
本発明の第１の実施形態に係る防爆弁ユニット２及び防爆弁２０の構成につき、図１から図３を参照しながら、以下に詳細に説明する。

本実施形態に係る防爆弁ユニット２又は防爆弁２０が設けられる二次電池１は、外装部材１０により密閉された空間において、電解液Ｑが封止されていると共に、図１に示すように、正極電極である正極板３と、負極電極である負極板４と、正極板３と負極板４との間に設けられるセパレータ５と、が順番に積層されて構成されている。

防爆弁ユニット２は、外装部材１０と、防爆弁２０と、を有している。

外装部材１０は、厚さ方向に貫通している弁孔１１を備えており、可撓性を有している。外装部材１０は、例えばラミネートフィルムである。

防爆弁２０は、外装部材１０に設けられ、本体部材２１と、絶縁部３０と、を有している。

本体部材２１は、金属材料により形成されていると共に平面視で円形であり、蓋部２２と、外周部２３と、凹部２４と、薄肉部２５と、被覆部２９と、を備えている。本体部材２１を形成している金属は、アルミニウム又は銅等である。

蓋部２２は、被覆部２９に設けられると共に被覆部２９に対して薄肉部２５を介して一体に接続されている。

外周部２３は、被覆部２９の周囲において被覆部２９と一体に設けられていると共に、外装部材１０の上方に位置している。外周部２３は、絶縁部３０と接合している。外周部２３の絶縁部３０と接合する接合面２６は、微細な凹凸を有する薄膜層により覆われている。薄膜層の厚さは、例えば０．２μｍである。この微細な凹凸には、空隙も含まれる。

凹部２４は、蓋部２２と外周部２３との間において蓋部２２の周囲に設けられており、弁孔１１に向かって凹んでいる。

薄肉部２５は、被覆部２９及び外周部２３よりも薄肉であり、蓋部２２と被覆部２９とを接続している。

被覆部２９は、外装部材１０の弁孔１１を覆っていると共に、弁孔１１に対向する対向面２７を有している。対向面２７は、接合面２６を覆っている微細な凹凸を有する薄膜層と同一の薄膜層により覆われている。この薄膜層は、電解液Ｑによる腐食等の影響を受け難い性質を有しており、接合面２６及び対向面２７を連続的に覆っている。

絶縁部３０は、絶縁性を有する樹脂等の材料により形成されており、外周部２３と外装部材１０との間に介在して、外周部２３の接合面２６に接合すると共に外装部材１０の上面に接続している。絶縁部３０を形成している材料は、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂又は６−ナイロン等である。絶縁部３０は外周部２３に対してインサート成形（一体成形）により接合されていることが好ましく、この場合には絶縁部３０及び本体部材２１は、インサート成形品である。

＜防爆弁の動作＞
本発明の第１の実施形態に係る防爆弁２０の動作につき、以下に詳細に説明する。

二次電池１の外装部材１０により覆われた空間内の内圧が平常値である場合には、防爆弁２０の蓋部２２は、被覆部２９と薄肉部２５によって接続されて外装部材１０により覆われた空間を密閉している。

防爆弁２０は、外装部材１０により覆われた空間内の内圧が上昇した際に、弁孔１１を介して蓋部２２に内圧が加わって蓋部２２が上方に押圧されることにより、薄肉部２５が破損して蓋部２２が上方に移動する。これにより、蓋部２２は弁孔１１を外部に連通させて、外装部材１０により覆われた空間内の内圧を外部に開放する。

＜防爆弁及び防爆弁ユニットの製造方法＞
本発明の第１の実施形態に係る防爆弁２０及び防爆弁ユニット２の製造方法につき、図４を参照しながら、以下に詳細に説明する。

図４において、図４（ａ）は表面処理を施した本体部材２１の表面を拡大したものであり、図４（ｂ）は防爆弁２０を形成した状態であり、図４（ｃ）は防爆弁ユニット２を形成した状態である。

まず、図示しない金属板をプレス加工して、本体部材２１を形成する。

次に、本体部材２１を所定の処理液に浸して本体部材２１に対して表面処理を施して本体部材２１の表面に微細な凹凸を有する薄膜層を形成することにより、外周部２３の絶縁部３０との接合面２６及び対向面２７に微細な凹凸を有する薄膜層を形成する。

ここで、所定の処理液は、本体部材２１の表面に微細な凹凸を形成するための表面処理に用いられる液体であり、本体部材２１がアルミニウムにより形成されている場合には硫酸又はシュウ酸等の電解液である。

また、本体部材２１に施される表面処理は、ナノレベルの微細な凹凸を有する薄膜層を本体部材２１の表面に形成する処理であり、本体部材２１がアルミニウムにより形成されている場合には、本体部材２１を電解液に浸して正極に接続すると共に電流を流すことにより、本体部材２１と陰極との間に電流を流して電気分解を進行させ、本体部材２１の表面に絶縁性の酸化被膜を形成させるアルマイト処理である。アルマイト処理を施された本体部材２１の表面には、図４（ａ）に示すように、ナノレベルの微細な凹凸を有する絶縁層２６ａが形成されると共に、更に絶縁層２６ａの表面に羽毛のような表面層２６ｂが形成され、絶縁層２６ａと表面層２６ｂとによる絶縁性の薄膜層２６ｃが形成される。

なお、本体部材２１を所定の処理液に浸して本体部材２１に対して表面処理を施すことに代えて、本体部材２１を形成する前の金属板を所定の処理液に浸して金属板に対して表面処理を施した後に本体部材２１を形成することにより、接合面２６及び対向面２７に微細な凹凸を有する薄膜層２６ｃ等の薄膜層を形成してもよい。

次に、本体部材２１を成形用金型にセットし、この成形用金型に溶融した樹脂を注入して冷却するインサート成形により、外周部２３の接合面２６に絶縁部３０を接合した図４（ｂ）に示す防爆弁２０を形成する。この際に、接合面２６に微細な凹凸を有する薄膜層を形成しておくことにより、金属製の本体部材２１と樹脂等の絶縁部材である絶縁部３０とを強固に一体接合することができる。本体部材２１にアルマイト処理を施した場合には、接合面２６に絶縁層２６ａ及び表面層２６ｂを形成しておくことにより、本体部材２１と絶縁部３０とをより強固に一体接合することができる。この一体接合は、ナノレベルの物理接合と化学反応性接合とによる接合であり、高い接合力と高い気密性を達成することができる。

なお、接合面２６には、図４（ａ）に示すように必ずしも絶縁層２６ａと表面層２６ｂとを有する薄膜層２６ｃを形成する必要はなく、絶縁層２６ａのみを有する薄膜層を形成してもよい。接合面２６に絶縁層２６ａのみを有する薄膜層を形成する場合であっても、接合面２６に対して絶縁部３０を強固に一体接合することができる。

次に、防爆弁２０の絶縁部３０を外装部材１０の上面に載置して当接させて、外周部２３の上方から外周部２３に熱板４０を押し付けて絶縁部３０と外装部材１０とを熱溶着して接続することにより、図４（ｃ）に示す防爆弁ユニット２を形成する。

上記の製造方法により製造された防爆弁ユニット２は、外装部材１０により密閉された空間内に封止されている電解液Ｑが弁孔１１を介して本体部材２１に触れる場合があるが、弁孔１１に対向する対向面２７に薄膜層２６ｃ等の薄膜層を形成することにより、金属製の本体部材２１が腐食する等の電解液Ｑによる影響を受けないようにすることができる。また、接合面２６に微細な凹凸を形成する処理により対向面２７にも薄膜層を形成することができるため、製造工程を簡略化することができ、コストを抑制することができる。

このように、本実施形態によれば、外周部２３の絶縁部３０と接合する接合面２６に微細な凹凸を有することにより、可撓性を有する外装部材１０で密閉される密閉容器の内圧が上昇した際に内圧を開放することができると共に、密閉容器の密閉性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、被覆部２９の蓋部２２の周囲に凹部２４を備えることにより、外部環境の変化等による本体部材２１の伸縮を凹部２４で吸収することができるため、本体部材２１の伸縮に伴う薄肉部２５の意図しない破損を防ぐことができ、弁孔１１が意図せずに外部に連通されることを防ぐことができる。

なお、本実施形態において、本体部材２１を所定の処理液に浸して接合面２６に微細な凹凸を有する薄膜層を形成したが、これに限らず、接合面２６にレーザ光を照射して接合面２６に直接微細な凹凸を形成してもよい。この微細な凹凸には、空隙も含まれる。この場合には、接合面２６に微細な凹凸を形成する処理とは異なる処理により対向面２７に薄膜層を形成して、金属製の本体部材２１が腐食等の電解液Ｑによる影響を受けないようにすることが好ましい。

また、本実施形態において、接合面２６及び対向面２７に絶縁性の薄膜層２６ｃを形成したが、これに限らず、アルマイト処理以外の表面処理により接合面２６及び対向面２７に微細な凹凸を有すると共に電解液Ｑによる腐食等の影響を受け難い性質を有する非絶縁性の薄膜層を形成してもよい。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る防爆弁ユニット又は防爆弁が設けられる二次電池の構成は防爆弁ユニット２の代わりに防爆弁ユニット１０２を設け、又は防爆弁２０の代わりに防爆弁１２０を設ける以外は図１と同一構成であるので、その説明を省略する。

＜防爆弁ユニット及び防爆弁の構成＞
本発明の第２の実施形態に係る防爆弁ユニット１０２及び防爆弁１２０の構成につき、図５及び図６を参照しながら、以下に詳細に説明する。

なお、図５及び図６において、図２及び図３と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。

防爆弁ユニット１０２は、外装部材１０と、防爆弁１２０と、を有している。防爆弁１２０は、外装部材１０に設けられ、本体部材２１と、絶縁部１３０と、を有している。

外周部２３は、絶縁部１３０と接合している。外周部２３の絶縁部１３０と接合する接合面２６は、微細な凹凸を有する薄膜層により覆われている。この微細な凹凸には、空隙も含まれる。

絶縁部１３０は、絶縁性を有する樹脂等の材料により形成されており、外周部２３と外装部材１０との間に介在して、外周部２３の接合面２６に接合すると共に外装部材１０の上面に接続している。絶縁部１３０は、外周部２３よりも外方に突出して上面を露出させた突出部１３１を備えている。絶縁部１３０を形成している材料は、例えばＰＰＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂又は６−ナイロン等である。絶縁部１３０は外周部２３に対してインサート成形により接合されていることが好ましく、この場合には絶縁部１３０及び本体部材２１は、インサート成形品である。

＜防爆弁の動作＞
本発明の第２の実施形態に係る防爆弁１２０の動作につき、以下に詳細に説明する。

外装部材１０により覆われた空間内の内圧が平常値である場合には、防爆弁１２０の蓋部２２は、被覆部２９と薄肉部２５によって接続されて外装部材１０により覆われた空間を密閉している。

防爆弁１２０は、外装部材１０により覆われた空間内の内圧が上昇した際に、弁孔１１を介して蓋部２２に内圧が加わって蓋部２２が上方に押圧されることにより、薄肉部２５が破損して蓋部２２が上方に移動する。これにより、蓋部２２は弁孔１１を外部に連通させて、外装部材１０により覆われた空間内の内圧を外部に開放する。

＜防爆弁及び防爆弁ユニットの製造方法＞
本発明の第２の実施形態に係る防爆弁１２０及び防爆弁ユニット１０２の製造方法につき、図７を参照しながら、以下に詳細に説明する。

図７において、図７（ａ）は防爆弁１２０を形成した状態であり、図７（ｂ）は防爆弁ユニット１０２を形成した状態である。

まず、図示しない金属板をプレス加工して、本体部材２１を形成する。

次に、本体部材２１を所定の処理液に浸して本体部材２１に対して表面処理を施して本体部材２１の表面に微細な凹凸を有する薄膜層を形成することにより、外周部２３の絶縁部１３０との接合面２６及び対向面２７に微細な凹凸を有する薄膜層を形成する。なお、本体部材２１を所定の処理液に浸して本体部材２１に対して表面処理を施すことに代えて、本体部材２１を形成する前の金属板を所定の処理液に浸して金属板に対して表面処理を施した後に本体部材２１を形成することにより、接合面２６及び対向面２７に微細な凹凸を有する薄膜層を形成してもよい。また、所定の処理液及び表面処理については上記の第１の実施形態と同一であるので、その詳細な説明を省略する。

次に、本体部材２１を成形用金型にセットし、この成形用金型に溶融した樹脂を注入して冷却するインサート成形により、外周部２３の接合面２６に絶縁部１３０を接合した図７（ａ）に示す防爆弁１２０を形成する。この際に、接合面２６に微細な凹凸を有する薄膜層を形成しておくことにより、金属製の本体部材２１と樹脂等の絶縁部材である絶縁部１３０とを強固に一体接合することができる。本体部材２１にアルマイト処理を施した場合には、図４（ａ）と同様に接合面２６に絶縁層２６ａ及び表面層２６ｂを形成しておくことにより、本体部材２１と絶縁部３０とをより強固に一体接合することができる。この一体接合は、ナノレベルの物理接合と化学反応性接合とによる接合であり、高い接合力と高い気密性を達成することができる。

なお、接合面２６には、必ずしも絶縁層２６ａと表面層２６ｂとを有する薄膜層２６ｃを形成する必要はなく、絶縁層２６ａのみを有する薄膜層を形成してもよい。接合面２６に絶縁層２６ａのみを有する薄膜層を形成する場合であっても、接合面２６に対して絶縁部１３０を強固に一体接合することができる。

次に、防爆弁１２０の絶縁部１３０を外装部材１０の上面に載置して当接させて、絶縁部１３０の突出部１３１の上方から突出部１３１に熱板１４０を押し付けて絶縁部１３０と外装部材１０とを熱溶着して接続することにより、図７（ｂ）に示す防爆弁ユニット１０２を形成する。

上記の製造方法により製造された防爆弁ユニット１０２は、外装部材１０により密閉された空間内に封止されている電解液Ｑが弁孔１１を介して本体部材２１に触れる場合があるが、弁孔１１に対向する対向面２７に薄膜層を形成することにより、金属製の本体部材２１が腐食する等の電解液Ｑによる影響を受けないようにすることができる。また、接合面２６に微細な凹凸を形成する処理により対向面２７に薄膜層２６ｃ等の薄膜層を形成することができるため、製造工程を簡略化することができ、コストを抑制することができる。

このように、本実施形態によれば、上記第１の実施形態の効果に加えて、絶縁部１３０に外周部２３よりも外方に突出して上面を外部に露出する突出部１３１を設けることにより、熱板１４０により絶縁部１３０を本体部材２１を介さずに直接加熱することができ、絶縁部１３０を外装部材１０に確実に接続することができる。

なお、本実施形態において、本体部材２１を所定の処理液に浸して接合面２６に微細な凹凸を有する薄膜層を形成したが、これに限らず、接合面２６にレーザ光を照射して接合面２６に直接微細な凹凸を形成してもよい。この微細な凹凸には、空隙も含まれる。この場合には、接合面２６に微細な凹凸を形成する処理とは異なる処理により対向面２７に薄膜層を形成して、金属製の本体部材２１が腐食等の電解液Ｑによる影響を受けないようにすることが好ましい。

また、本実施形態において、接合面２６及び対向面２７に絶縁性の薄膜層２６ｃを形成したが、これに限らず、アルマイト処理以外の表面処理により接合面２６及び対向面２７に微細な凹凸を有すると共に電解液Ｑによる腐食等の影響を受け難い性質を有する非絶縁性の薄膜層を形成してもよい。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る防爆弁ユニット又は防爆弁を設ける二次電池の構成は防爆弁ユニット２の代わりに防爆弁ユニット２０５、又は防爆弁２０の代わりに防爆弁２０５を設ける以外は図１と同一構成であるので、その説明を省略する。

＜防爆弁ユニット及び防爆弁の構成＞
本発明の第３の実施形態に係る防爆弁ユニット２０５及び防爆弁２０３の構成につき、図８から図１０を参照しながら、以下に詳細に説明する。

なお、図８から図１０において、図２及び図３と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。

防爆弁ユニット２０５は、外装部材１０と、防爆弁２０３と、を有している。防爆弁２０３は、外装部材１０に設けられ、上側部材２０１と、下側部材２０２と、を有している。

上側部材２０１は、本体部材２１と、絶縁部３０と、を有している。

下側部材２０２は、追加部材２２１と、絶縁部２３０と、を有している。

追加部材２２１は、金属材料により形成されていると共に平面視で円形であり、鍔部２２３と、接続部２２４と、を備えている。追加部材２２１を形成している金属は、アルミニウム又は銅等である。

鍔部２２３は、接続部２２４の周囲において接続部２２４と一体に設けられていると共に、外装部材１０の下方に位置している。鍔部２２３は、絶縁部２３０と接合している。鍔部２２３の絶縁部２３０と接合する接合面２２６は、微細な凹凸を有する薄膜層により覆われている。この微細な凹凸には、空隙も含まれる。

接続部２２４は、外装部材１０の弁孔１１を覆っていると共に、被覆部２９の蓋部２２の周囲に溶接等によってしっかりと接合されている。

上記の構成を有する追加部材２２１の接合面２２６以外の表面は、接合面２２６を覆っている微細な凹凸を有する薄膜層と同一の薄膜層により覆われている。この薄膜層は、電解液Ｑによる腐食等の影響を受け難い性質を有しており、接合面２２６及び接続部２２４の接合面２２６以外の表面を連続的に覆っている。

絶縁部２３０は、絶縁性を有する樹脂等の材料により形成されており、鍔部２２３と外装部材１０との間に介在して、鍔部２２３の接合面２２６に接合すると共に外装部材１０の下面に接続している。絶縁部２３０を形成している材料は、例えばＰＰＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂又は６−ナイロン等である。絶縁部２３０は鍔部２２３に対してインサート成形により接合されていることが好ましく、この場合には絶縁部２３０及び鍔部２２３は、インサート成形品である。

＜防爆弁の動作＞
本発明の第３の実施形態に係る防爆弁２０３の動作につき、以下に詳細に説明する。

外装部材１０により覆われた空間内の内圧が平常値である場合には、防爆弁２０３の上側部材２０１の蓋部２２は、被覆部２９と薄肉部２５によって接続されて外装部材１０により覆われた空間を密閉している。

防爆弁２０３は、外装部材１０により覆われた空間内の内圧が上昇した際に、弁孔１１及び貫通孔２２２を介して蓋部２２に内圧が加わって蓋部２２が上方に押圧されることにより、薄肉部２５が破損して蓋部２２が上方に移動する。これにより、蓋部２２は弁孔１１を外部に連通させて、外装部材１０により覆われた空間内の内圧を外部に開放する。

＜防爆弁及び防爆弁ユニットの製造方法＞
本発明の第３の実施形態に係る防爆弁２０３及び防爆弁ユニット２０５の製造方法につき、図１１を参照しながら、以下に詳細に説明する。

図１１において、図１１（ａ）は表面処理を施した本体部材２１の表面を拡大したものであり、図１１（ｂ）は表面処理を施した追加部材２２１の表面を拡大したものであり、図１１（ｃ）は防爆弁ユニットが完成した状態を示している。

まず、図示しない金属板をプレス加工して、本体部材２１を形成する。

次に、本体部材２１を所定の処理液に浸して本体部材２１に対して表面処理を施して本体部材２１の表面に微細な凹凸を有する薄膜層を形成することにより、外周部２３の絶縁部３０との接合面２６に微細な凹凸を有する薄膜層を形成する。なお、本体部材２１を所定の処理液に浸して本体部材２１に対して表面処理を施すことに代えて、本体部材２１を形成する前の金属板を所定の処理液に浸して金属板に対して表面処理を施した後に本体部材２１を形成することにより、接合面２６に微細な凹凸を有する薄膜層を形成してもよい。

また、図示しない金属板をプレス加工して、追加部材２２１を形成する。

次に、追加部材２２１を所定の処理液に浸して追加部材２２１に対して表面処理を施して追加部材２２１の表面に微細な凹凸を有する薄膜層を形成することにより、鍔部２２３の絶縁部２３０との接合面２２６に微細な凹凸を有する薄膜層を形成する。なお、追加部材２２１を所定の処理液に浸して追加部材２２１に対して表面処理を施すことに代えて、追加部材２２１を形成する前の金属板を所定の処理液に浸して金属板に対して表面処理を施した後に追加部材２２１を形成することにより、追加部材２２１の接合面２２６を含む表面に微細な凹凸を有する薄膜層を形成してもよい。

なお、所定の処理液及び表面処理については上記の第１の実施形態と同一であるので、その詳細な説明を省略する。

アルマイト処理を施された本体部材２１の表面には、図１１（ａ）に示すように、ナノレベルの微細な凹凸を有する絶縁層２６ａが形成されると共に、更に絶縁層２６ａの表面に羽毛のような表面層２６ｂが形成され、絶縁層２６ａと表面層２６ｂとによる絶縁性の薄膜層２６ｃが形成される。また、アルマイト処理を施された追加部材２２１の表面には、図１１（ｂ）に示すように、ナノレベルの微細な凹凸を有する絶縁層２２６ａが形成されると共に、更に絶縁層２２６ａの表面に羽毛のような表面層２２６ｂが形成され、絶縁層２２６ａと表面層２２６ｂとによる絶縁性の薄膜層２２６ｃが形成される。

次に、本体部材２１を成形用金型にセットし、この成形用金型に溶融した樹脂を注入して冷却するインサート成形により、外周部２３の接合面２６に絶縁部３０を接合した上側部材２０１を形成する。この際に、接合面２６に微細な凹凸を有する薄膜層を形成しておくことにより、金属製の本体部材２１と樹脂等の絶縁部材である絶縁部３０とを強固に一体接合することができる。本体部材２１がアルミニウムにより形成されていると共に本体部材２１にアルマイト処理を施した場合には、接合面２６に絶縁層２６ａ及び表面層２６ｂを形成しておくことにより、本体部材２１と絶縁部３０とをより強固に一体接合することができる。この一体接合は、ナノレベルの物理接合と化学反応性接合とによる接合であり、高い接合力と高い気密性を達成することができる。

なお、接合面２６には、必ずしも絶縁層２６ａと表面層２６ｂとを有する薄膜層２６ｃを形成する必要はなく、絶縁層２６ａのみを有する薄膜層を形成してもよい。接合面２６に絶縁層２６ａのみを有する薄膜層を形成する場合であっても、接合面２６に対して絶縁部１３０を強固に一体接合することができる。

次に、追加部材２２１を成形用金型にセットし、この成形用金型に溶融した樹脂を注入して冷却するインサート成形により、鍔部２２３の接合面２２６に絶縁部２３０を接合した下側部材２０２を形成する。この際に、接合面２２６に微細な凹凸を有する薄膜層を形成しておくことにより、金属製の追加部材２２１と樹脂等の絶縁部材である絶縁部２３０とを強固に一体接合することができる。追加部材２２１がアルミニウムにより形成されていると共に追加部材２２１にアルマイト処理を施した場合には、接合面２２６に絶縁層２２６ａ及び表面層２２６ｂを形成しておくことにより、追加部材２２１と絶縁部２３０とをより強固に一体接合することができる。この一体接合は、ナノレベルの物理接合と化学反応性接合とによる接合であり、高い接合力と高い気密性を達成することができる。

なお、接合面２２６には、必ずしも絶縁層２２６ａと表面層２２６ｂとを有する薄膜層２２６ｃを形成する必要はなく、絶縁層２２６ａのみを有する薄膜層を形成してもよい。接合面２２６に絶縁層２２６ａのみを有する薄膜層を形成する場合であっても、接合面２２６に対して絶縁部２３０を強固に一体接合することができる。

次に、図１１（ｃ）に示すように、上側部材２０１の絶縁部３０と下側部材２０２の絶縁部２３０とで外装部材１０を上下から挟持する。

次に、外装部材１０に対して上側部材２０１の絶縁部３０と下側部材２０２の絶縁部２３０とを加締めて固定する。

次に、上側部材２０１の被覆部２９と下側部材２０２の接続部２２４とを溶接等によりしっかりと接合することにより防爆弁２０３及び防爆弁ユニット２０５が完成する。

このように、本実施形態によれば、絶縁部３０と絶縁部２３０とを外装部材１０に対して上下からかしめて固定すると共に、外周部２３の絶縁部３０と接合する接合面２６に微細な凹凸を有し、鍔部２２３の絶縁部２３０と接合する接合面２２６に微細な凹凸を有することにより、可撓性を有する外装部材１０で密閉される密閉容器の内圧が上昇した際に内圧を開放することができると共に、密閉容器の密閉性を向上させることができる。

なお、本実施形態において、本体部材２１を所定の処理液に浸して接合面２６に微細な凹凸を有する薄膜層を形成すると共に、追加部材２２１を所定の処理液に浸して接合面２２６に微細な凹凸を有する薄膜層を形成したが、これに限らず、接合面２６及び接合面２２６にレーザ光を照射して接合面２６及び接合面２２６に直接微細な凹凸を形成してもよい。この微細な凹凸には、空隙も含まれる。この場合には、接合面２６及び接合面２２６に微細な凹凸を形成する処理とは異なる処理により追加部材２２１の表面に薄膜層を形成して、金属製の追加部材２２１が腐食等の電解液Ｑによる影響を受けないようにすることが好ましい。

また、本実施形態において、接合面２６に絶縁性の薄膜層２６ｃを形成したが、これに限らず、アルマイト処理以外の表面処理により接合面２６に微細な凹凸を有する非絶縁性の薄膜層を形成してもよい。

また、本実施形態において、接合面２２６及び追加部材２２１の接合面２２６以外の表面に絶縁性の薄膜層２２６ｃを形成したが、これに限らず、アルマイト処理以外の表面処理により接合面２２６及び追加部材２２１の接合面２２６以外の表面に微細な凹凸を有すると共に電解液Ｑによる腐食等の影響を受け難い性質を有する非絶縁性の薄膜層を形成してもよい。

本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

本発明は、防爆弁、防爆弁ユニット、防爆弁の製造方法及び防爆弁ユニットの製造方法に好適である。

１ 二次電池
２ 防爆弁ユニット
３ 正極板
４ 負極板
５ セパレータ
１０ 外装部材
１１ 弁孔
２１ 本体部材
２２ 蓋部
２３ 外周部
２４ 凹部
２５ 薄肉部
２６ 接合面
２６ａ 絶縁層
２６ｂ 表面層
２６ｃ 薄膜層
２７ 対向面
２９ 被覆部
３０ 絶縁部
４０ 熱板
１０２ 防爆弁ユニット
１２０ 防爆弁
１２１ 本体部材
１３０ 絶縁部
１３１ 突出部
１４０ 熱板
２０１ 上側部材
２０２ 下側部材
２０３ 防爆弁
２０５ 防爆弁ユニット
２２１ 追加部材
２２２ 貫通孔
２２３ 鍔部
２２４ 接続部
２２６ 接合部
２２６ａ 絶縁層
２２６ｂ 表面層
２２６ｃ 薄膜層
２３０ 絶縁部
Ｑ 電解液

Claims (10)

1. 弁孔を備える可撓性を有する外装部材に設けられる防爆弁であって、
   前記弁孔を覆う被覆部と、前記被覆部に設けられると共に前記被覆部に対して薄肉部を介して一体に接続される蓋部と、前記被覆部の周囲に設けられる外周部と、を備える本体部材と、
   前記外周部に接合すると共に前記外装部材に接続する絶縁部と、
   を有し、
   前記外周部は、
   前記絶縁部と接合する接合面に微細な凹凸を有する、
   ことを特徴とする防爆弁。
2. 前記絶縁部は、
   前記外周部よりも外方に突出して上面を外部に露出する突出部を備える、
   ことを特徴とする請求項１記載の防爆弁。
3. 前記接合面は、
   前記微細な凹凸を有する薄膜層で覆われており、
   前記本体部は、
   前記弁孔に対向する対向面が前記薄膜層で覆われている、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の防爆弁。
4. 前記被覆部は、
   前記蓋部の周囲に凹部を備える、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の防爆弁。
5. 前記被覆部の前記蓋部の周囲に接続する接続部と、前記接続部の周囲に設けられると共に前記外装部材の下方に位置する鍔部と、を備える追加部材を有し、
   前記絶縁部は、
   前記外周部に接合する第１の絶縁部と、前記鍔部に接合する第２の絶縁部と、から構成され、
   前記外周部は、
   前記外装部材の上方に位置すると共に、前記第１の絶縁部と接合する接合面に微細な凹凸を有し、
   前記第１の絶縁部と前記第２の絶縁部とは、
   前記外装部材に対して上下からかしめ固定されて接続し、
   前記鍔部は、
   前記第２の絶縁部と接合する接合面に微細な凹凸を有する、
   ことを特徴とする請求項１記載の防爆弁。
6. 前記本体部材及び前記絶縁部は、
   インサート成形品である、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の防爆弁。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の防爆弁と、
   前記外装部材と、
   を有する、
   ことを特徴とする防爆弁ユニット。
8. 弁孔を備える可撓性を有する外装部材に設けられる防爆弁の製造方法であって、
   金属板をプレス加工することにより、前記弁孔を覆う被覆部と、前記被覆部に対して薄肉部を介して一体に接続される蓋部と、前記被覆部の周囲に設けられる外周部と、を備える本体部材を形成すると共に、前記外周部に絶縁部を接合する過程において、前記金属板又は前記本体部材の表面に対して所定の処理液で表面処理を施すことにより、前記外周部の前記絶縁部との接合面に微細な凹凸を形成する、
   ことを特徴とする防爆弁の製造方法。
9. 弁孔を備える可撓性を有する外装部材と、前記外装部材に設けられる防爆弁と、を有する防爆弁ユニットの製造方法であって、
   金属板をプレス加工することにより、前記弁孔を覆う被覆部と、前記被覆部に対して薄肉部を介して一体に接続される蓋部と、前記被覆部の周囲に設けられる外周部と、を備える本体部材を形成すると共に、前記外周部に絶縁部を接合して前記防爆弁を形成する過程において、前記金属板又は前記本体部材の表面に対して所定の処理液で表面処理を施すことにより、前記外周部の前記絶縁部との接合面に微細な凹凸を形成する工程と、
   前記絶縁部を前記外装部材に接続する工程と、
   を有することを特徴とする防爆弁ユニットの製造方法。
10. 弁孔を備える可撓性を有する外装部材と、前記外装部材に設けられる防爆弁と、を有する防爆弁ユニットの製造方法であって、
    第１の金属板をプレス加工することにより、前記弁孔を覆う被覆部と、前記被覆部に対して薄肉部を介して一体に接続される蓋部と、前記被覆部の周囲に設けられる外周部と、を備える本体部材を形成すると共に、前記外周部に第１の絶縁部を接合して第１の部材を形成する過程において、前記第１の金属板又は前記本体部材の表面に対して所定の処理液で表面処理を施すことにより、前記外周部の前記第１の絶縁部との接合面に微細な凹凸を形成する工程と、
    第２の金属板をプレス加工することにより、前記被覆部に接続する接続部と、前記接続部の周囲に設けられると共に前記外装部材の下方に位置する鍔部と、を備える追加部材を形成すると共に、前記鍔部に第２の絶縁部を接合して第２の部材を形成する過程において、前記第２の金属板又は前記追加部材の表面に対して所定の処理液で表面処理を施すことにより、前記鍔部の前記第２の絶縁部との接合面に微細な凹凸を形成する工程と、
    前記本体部材と前記追加部材との間に前記外装部材を介在させて、前記被覆部と前記接続部とを接続する工程と、
    記第第１の絶縁部と前記第２の絶縁部とを前記外装部材に対して上下からかしめて固定する工程と、
    を有することを特徴とする防爆弁ユニットの製造方法。

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