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JP6096504B2 - Battery with pressure relief valve - Google Patents

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JP6096504B2
JP6096504B2 JP2012281056A JP2012281056A JP6096504B2 JP 6096504 B2 JP6096504 B2 JP 6096504B2 JP 2012281056 A JP2012281056 A JP 2012281056A JP 2012281056 A JP2012281056 A JP 2012281056A JP 6096504 B2 JP6096504 B2 JP 6096504B2
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裕樹 大登
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Description

本発明は、蓋体の一部に放圧弁を保持するホルダーを取り付けた放圧弁付き電池に関する。   The present invention relates to a battery with a pressure relief valve in which a holder for holding a pressure relief valve is attached to a part of a lid.

リチウムイオン電池には、電槽と蓋体とからなる電池ケースの該蓋体の一部に貫通孔を設け、この貫通孔に放圧弁を保持するホルダーを取り付けたものが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。従来、この放圧弁にラプチャアディスクを用いたものがある。ラプチャアディスクは、0.1mm以下の金属膜からなり、電池の内圧が上昇した際に破裂することで圧力を電池外部へ放出する構造をとるため、破裂しやすい構造となっている。
そこで、ラプチャアディスクの取り扱い時の損傷を防ぐため、ラプチャアディスクを保持するディスクホルダーには、ラプチャアディスクを溶接する金属製の上側ホルダーと、ラプチャアディスクを囲う金属製の下側ホルダーとを有し、上側ホルダーと下側ホルダーとを溶接等で接合したものが知られている。
A lithium ion battery is known in which a through-hole is provided in a part of a lid of a battery case including a battery case and a lid, and a holder for holding a pressure relief valve is attached to the through-hole (for example, Patent Documents 1 and 2). Conventionally, there is a type using a rupture disk for this pressure release valve. The rupture disk is made of a metal film having a thickness of 0.1 mm or less, and has a structure in which the pressure is released to the outside of the battery by rupturing when the internal pressure of the battery rises.
Therefore, in order to prevent damage during handling of the rupture disc, the disc holder that holds the rupture disc includes a metal upper holder that welds the rupture disc and a metal lower holder that surrounds the rupture disc. And having an upper holder and a lower holder joined by welding or the like.

特開平10−334883号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-334883 特許第3727225号公報Japanese Patent No. 3727225

しかし、従来の構成では、放圧弁周辺構造が大きくなるため、電池の大きさ等によっては、金属製のディスクホルダーとこの近傍に配置される正負極端子等とが接触して内部短絡を招くおそれがある。
しかも、ラプチャアディスクを保持するディスクホルダーを構成する多数部品を溶接等で接合する必要があり、接合箇所が多く、組み立て作業が繁雑になっていた。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、放圧弁の損傷を低減しつつ内部短絡の防止と組立性の向上とを図ることができる放圧弁付き電池を提供することを目的とする。
However, in the conventional configuration, the structure around the pressure release valve is large, so that depending on the size of the battery, the metal disk holder and the positive and negative terminals arranged in the vicinity may come into contact with each other, causing an internal short circuit. There is.
In addition, it is necessary to join a large number of parts constituting a disc holder that holds the rupture disc by welding or the like, and there are many joining points, and the assembly work is complicated.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a battery with a pressure relief valve capable of preventing internal short circuit and improving assembly while reducing damage to the pressure relief valve. To do.

上記目的を達成するために、本発明は、一端が開口した有底の電槽と、前記電槽の開口を塞ぐ蓋体を有する電池ケースの前記蓋体に貫通孔を設け、この貫通孔に放圧弁を保持するディスクホルダーを取り付けた放圧弁付き電池において、前記蓋体は、この電池の電極端子と絶縁され、前記蓋体は、この電池の電極端子と絶縁され、前記ディスクホルダーは、前記放圧弁が溶接され前記貫通孔に取り付けられる金属製の第1ホルダーと、前記第1ホルダーの外周面に嵌合して前記放圧弁を保護するとともに電気絶縁性を有する第2ホルダーとを備えることを特徴とする。
また、本発明は、一端が開口した有底の電槽と、前記電槽の開口を塞ぐ蓋体を有する電池ケースの前記蓋体に貫通孔を設け、この貫通孔に放圧弁を保持するディスクホルダーを取り付けた放圧弁付き電池において、前記ディスクホルダーは、前記放圧弁が溶接され前記貫通孔に取り付けられる金属製の第1ホルダーと、前記第1ホルダーの外周面に嵌合して前記放圧弁を保護するとともに電気絶縁性を有する第2ホルダーとを備え、前記第2ホルダーは、前記第1ホルダーにおける前記電池ケース内に露出する全ての外周面を覆うことを特徴とする。
この構成によれば、電気絶縁性を有する第2ホルダーが、放圧弁が溶接され電池ケースの貫通孔に取り付けられる金属製の第1ホルダーに嵌合して放圧弁を保護するので、放圧弁の損傷を低減しつつ内部短絡の防止と組立性の向上とを図ることができる。
In order to achieve the above object, the present invention provides a through-hole in the lid of a battery case having a bottomed battery case with one end opened and a lid that closes the opening of the battery case. In a battery with a pressure release valve to which a disk holder for holding a pressure release valve is attached, the lid is insulated from an electrode terminal of the battery, the lid is insulated from an electrode terminal of the battery, and the disk holder is A metal first holder to which a pressure release valve is welded and attached to the through hole, and a second holder that fits on an outer peripheral surface of the first holder to protect the pressure release valve and have electrical insulation. It is characterized by.
In addition, the present invention provides a disc in which a through hole is provided in the lid of a battery case having a bottomed battery case having one end opened and a lid that closes the opening of the battery case, and a pressure relief valve is held in the through hole. In the battery with a pressure relief valve to which a holder is attached, the disk holder is fitted with a metal first holder to which the pressure relief valve is welded and attached to the through hole, and an outer peripheral surface of the first holder, and the pressure relief valve. And a second holder having electrical insulation, wherein the second holder covers all outer peripheral surfaces of the first holder that are exposed in the battery case.
According to this configuration, since the second holder having electrical insulation is fitted to the metal first holder attached to the through hole of the battery case by welding the pressure release valve, the pressure release valve is protected. While reducing damage, it is possible to prevent internal short circuit and improve assembly.

上記構成において、前記第2ホルダーは、前記第1ホルダーにおける前記電池ケース内に露出する外周全体を覆っても良い。この構成によれば、内部短絡をより効果的に防止することができる。
また、上記構成において、前記第2ホルダーは、前記第1ホルダーおける前記電池ケース内に露出する外周面を覆う筒部と、前記放圧弁の外周縁を覆う覆い部とを一体に有し、前記嵌合の際に、前記覆い部が前記第1ホルダーに当接して前記筒部を前記第1ホルダーの前記外周面全体を覆う位置に位置決めさせても良い。この構成によれば、第2ホルダーの取付位置を容易に適切な位置に設定できる。
The said structure WHEREIN: The said 2nd holder may cover the whole outer periphery exposed in the said battery case in the said 1st holder. According to this configuration, an internal short circuit can be more effectively prevented.
Further, in the above configuration, the second holder integrally includes a cylindrical portion that covers an outer peripheral surface exposed in the battery case in the first holder and a cover portion that covers an outer peripheral edge of the pressure release valve, At the time of fitting, the cover part may be in contact with the first holder and the cylindrical part may be positioned at a position covering the entire outer peripheral surface of the first holder. According to this configuration, the mounting position of the second holder can be easily set to an appropriate position.

また、上記構成において、前記第2ホルダーは、樹脂製であっても良い。この構成によれば、金属製にする場合に比して軽量化することができる。
また、上記構成において、前記放圧弁は、ラプチャアディスクであっても良い。この構成によれば、破裂しやすい構造のラプチャアディスクを用いた構成で、ラプチャアディスクの損傷を低減しつつ内部短絡の防止と組立性の向上とを図ることができる。
また、上記構成において、前記電池は、リチウムイオン二次電池であっても良い。この構成によれば、内部短絡をより効果的に防止できるリチウムイオン二次電池を提供することができる。
In the above configuration, the second holder may be made of resin. According to this structure, it can reduce in weight compared with the case where it makes it metal.
In the above configuration, the pressure release valve may be a rupture disk. According to this configuration, with a configuration using a rupture disk having a structure that is easily ruptured, damage to the rupture disk can be reduced while preventing internal short circuit and improving assembly.
In the above configuration, the battery may be a lithium ion secondary battery. According to this structure, the lithium ion secondary battery which can prevent an internal short circuit more effectively can be provided.

本発明によれば、放圧弁の損傷を低減しつつ内部短絡の防止と組立性の向上とを図ることができる。   According to the present invention, it is possible to prevent internal short circuit and improve assembly while reducing damage to the pressure release valve.

本発明の実施形態に係るリチウムイオン電池の放圧弁構造を示す図である。It is a figure which shows the pressure release valve structure of the lithium ion battery which concerns on embodiment of this invention. リチウムイオン電池を上方から見た図である。It is the figure which looked at the lithium ion battery from the upper part. 放圧弁ユニットを示した図である。It is the figure which showed the pressure release valve unit. 放圧弁ユニットの分解図である。It is an exploded view of a pressure release valve unit. 放圧弁ユニットの組み立てに要する第1工程を示す図である。It is a figure which shows the 1st process required for the assembly of a pressure release valve unit. 放圧弁ユニットの組み立てに要する第2工程を示す図である。It is a figure which shows the 2nd process required for the assembly of a pressure release valve unit. 比較例を示した図である。It is the figure which showed the comparative example.

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るリチウムイオン電池10の放圧弁構造を示している。なお、図1では、リチウムイオン電池10を上下に貫通する中心軸線C1に対して左領域が内部構造を示し、右領域が外観を示している。また、図2は、リチウムイオン電池10を上方から見た図を示している。
リチウムイオン電池10は、一端として上面が開口した開口部11Aを有する有底の筐体からなる電槽11内に、正負電極、セパレーターおよび電解液等の発電要素12を配設した後、この電槽11の開口部11Aを蓋体(蓋部)13で塞いで形成される。この電槽11と蓋体13とは、気密性を保つようにレーザー溶接等の接合方法によって互いに接合され、これによって気密構造の電池ケース15に形成されている。なお、図1中、符号16は、発電要素12の上部に配置された電池ケース15を補強するポリプロピレン等の合成樹脂からなる補強体を示している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a pressure relief valve structure of a lithium ion battery 10 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the left region shows the internal structure and the right region shows the external appearance with respect to the central axis C1 penetrating the lithium ion battery 10 vertically. Moreover, FIG. 2 has shown the figure which looked at the lithium ion battery 10 from upper direction.
The lithium ion battery 10 includes a power generation element 12 such as a positive and negative electrode, a separator, and an electrolytic solution disposed in a battery case 11 having a bottomed housing having an opening 11A having an upper surface opened as one end. The opening 11 </ b> A of the tank 11 is formed by closing with a lid (lid) 13. The battery case 11 and the lid 13 are joined to each other by a joining method such as laser welding so as to maintain airtightness, thereby forming a battery case 15 having an airtight structure. In FIG. 1, reference numeral 16 indicates a reinforcing body made of a synthetic resin such as polypropylene that reinforces the battery case 15 disposed on the power generation element 12.

電池ケース15を構成する電槽11および蓋体13は、強度を確保するために金属製であり、本実施形態では、強度と軽量化を両立するアルミニウム合金製である。また、本実施形態のリチウムイオン電池10は、電池ケース15が角形に形成された角形電池の場合を示しているが、角形に限らず、円柱形等の他の形状を適用しても良い。
蓋体13には、一対の電極端子(正極端子、負極端子)17,18が貫通して取り付けられるとともに、その一対の電極端子17,18間に、蓋体13の厚さ方向に貫通する単一の貫通孔19が形成されている。そして、この貫通孔19には、蓋体13の内側から放圧弁ユニット21が装着されている。
なお、図1中、符号17pと18nは各電極端子17、18とこれが貫通する蓋体13との間に形成された封口部で、電極端子17、18を囲み形成され、各電極端子17、18と蓋体13を絶縁すると共に、気液密に封口している。
更に、図示しないが、発電要素12中の正負電極は、補強体16を貫通する導電体により各々電極端子17、18と電気的に接続されている。
The battery case 11 and the lid 13 constituting the battery case 15 are made of metal in order to ensure strength. In the present embodiment, the battery case 11 and the lid 13 are made of an aluminum alloy that achieves both strength and weight reduction. Moreover, although the lithium ion battery 10 of this embodiment has shown the case where the battery case 15 is a square battery formed in a square, it is not limited to a square, and other shapes such as a cylinder may be applied.
A pair of electrode terminals (positive electrode terminal, negative electrode terminal) 17 and 18 are attached to the lid body 13 so as to penetrate therethrough, and between the pair of electrode terminals 17 and 18, a single piece that penetrates in the thickness direction of the lid body 13. One through hole 19 is formed. A pressure relief valve unit 21 is attached to the through hole 19 from the inside of the lid 13.
In FIG. 1, reference numerals 17p and 18n are sealing portions formed between the electrode terminals 17 and 18 and the lid 13 through which the electrode terminals 17 and 18 pass, and are formed so as to surround the electrode terminals 17 and 18. 18 and the lid 13 are insulated and hermetically sealed.
Further, although not shown, the positive and negative electrodes in the power generation element 12 are electrically connected to the electrode terminals 17 and 18 by conductors that penetrate the reinforcing body 16, respectively.

図3は、放圧弁ユニット21を示した図であり、中心軸線C1に対して左領域が内部構造を示し、右領域が外観を示している。
放圧弁ユニット21は、放圧弁を構成するラプチャアディスク22と、ラプチャアディスク22を保持するディスクホルダー24とを備えている。
ラプチャアディスク22は、予め定めた設定圧力で破裂して放圧する金属薄板であり、ラプチャーディスクとも称する。本実施形態では、Ω状(ドーム型)のラプチャアディスクが使用されているが、所望の性能が確保される範囲で、反転型などのドーム型以外の放圧弁を使用しても良い。
FIG. 3 is a view showing the pressure release valve unit 21, with respect to the central axis C <b> 1, the left region shows the internal structure and the right region shows the appearance.
The pressure relief valve unit 21 includes a rupture disc 22 that constitutes a pressure relief valve, and a disc holder 24 that holds the rupture disc 22.
The rupture disk 22 is a thin metal plate that is ruptured and released at a predetermined set pressure, and is also referred to as a rupture disk. In this embodiment, an Ω-shaped (dome-shaped) rupture disk is used, but a pressure relief valve other than a dome-shaped valve such as an inverted type may be used as long as desired performance is ensured.

図3に示すように、ディスクホルダー24は、蓋体13に溶接により接合される上側ホルダー(第1ホルダー)31と、上側ホルダー31との間にラプチャアディスク22を囲って保護する下側ホルダー(第2ホルダー)32とから構成されている。この構成のディスクホルダー24を採用することによって、以下の効果が得られる。
1)薄膜のラプチャアディスク22は僅かな応力で簡単に破損するため、周辺を覆う形状のディスクホルダー24を設けることによってラプチャアディスク22の不用意な破損を予防することができる。
2)薄膜のラプチャアディスク22を、電池ケース15に直接溶接するよりも、電池ケース15と別体のディスクホルダー24にラプチャアディスク22を溶接してから電池ケース15に溶接する作業の方が、容易に溶接性および気密性を確保することができ、不良率を低減し、コスト低減に有利である。
3)2)に加えて、一般に電池ケース15は電池部品の中でも高価であることから、電池ケース15を溶接不良によって損なう確率を低減することができ、これによっても不良率を低減し、コスト低減に有利である。
As shown in FIG. 3, the disc holder 24 includes an upper holder (first holder) 31 joined to the lid 13 by welding and a lower holder that surrounds and protects the rupture disc 22 between the upper holder 31. (Second holder) 32. By employing the disk holder 24 having this configuration, the following effects can be obtained.
1) Since the thin film rupture disk 22 is easily damaged by a slight stress, the rupture disk 22 can be prevented from being accidentally damaged by providing a disk holder 24 having a shape covering the periphery.
2) Rather than welding the thin rupture disk 22 directly to the battery case 15, the work of welding the rupture disk 22 to the disk holder 24 separate from the battery case 15 and then welding to the battery case 15 is better. Therefore, weldability and airtightness can be easily secured, and the defect rate is reduced, which is advantageous for cost reduction.
3) In addition to 2), since the battery case 15 is generally expensive among battery components, the probability of damaging the battery case 15 due to poor welding can be reduced, which also reduces the defect rate and reduces costs. Is advantageous.

ディスクホルダー24の詳細構成を説明する。
図4は、放圧弁ユニット21の分解図を示している。
ディスクホルダー24の上側ホルダー31は、蓋体13に設けられた貫通孔19に溶接で接合可能な真円の筒状部材に形成され、より具体的には、貫通孔19と略同径の外周面34Gに形成された小径筒部34と、この小径筒部34よりも大径の外周面35Gを有する大径筒部35とを同軸線上に一体に備え、アルミニウム合金等の金属材料で形成されている。
小径筒部34は、図1および図2に示すように、蓋体13に設けられた貫通孔19にその下方から挿入され、その上端部周囲が溶接によって隙間無く蓋体13に接合され、これによって、蓋体13に接合される蓋体接合部として機能する。
A detailed configuration of the disc holder 24 will be described.
FIG. 4 shows an exploded view of the pressure relief valve unit 21.
The upper holder 31 of the disc holder 24 is formed as a perfect circular cylindrical member that can be welded to the through hole 19 provided in the lid body 13. More specifically, the outer holder 31 has the same diameter as the through hole 19. A small-diameter cylindrical portion 34 formed on the surface 34G and a large-diameter cylindrical portion 35 having an outer peripheral surface 35G larger in diameter than the small-diameter cylindrical portion 34 are integrally provided on the coaxial line, and are formed of a metal material such as an aluminum alloy. ing.
As shown in FIGS. 1 and 2, the small-diameter cylindrical portion 34 is inserted into the through hole 19 provided in the lid body 13 from below, and the periphery of the upper end portion is joined to the lid body 13 without a gap by welding. Thus, it functions as a lid joint portion joined to the lid body 13.

大径筒部35は、ラプチャアディスク22の外径と略同径を有し、小径筒部34と反対側の面(下面)35Lに、ラプチャアディスク22の外周部が接合され、ラプチャアディスク接合部(放圧弁接合部)として機能する。
より具体的には、大径筒部35は、ラプチャアディスク22の外径より僅かに大きい一定の外径で軸方向に延在する筒形状に形成され、その下面35Lに、ラプチャアディスク22の外周部が入る凹部35Mが形成され、この凹部35Mにラプチャアディスク22が接合される。この場合、凹部35M内にラプチャアディスク22を入れるので、ラプチャアディスク22を容易に位置決めすることが可能である。
なお、この凹部35Mの深さは、ラプチャアディスク22の厚さと略同じ長さに設定されている。
The large-diameter cylinder portion 35 has substantially the same diameter as the outer diameter of the rupture disc 22, and the outer peripheral portion of the rupture disc 22 is joined to a surface (lower surface) 35 </ b> L opposite to the small-diameter cylinder portion 34. Functions as a disk joint (pressure release valve joint).
More specifically, the large-diameter cylindrical portion 35 is formed in a cylindrical shape extending in the axial direction with a constant outer diameter that is slightly larger than the outer diameter of the rupture disk 22, and the rupture disk 22 on the lower surface 35 </ b> L. A recess 35M is formed in which the outer peripheral portion of the rupture is inserted, and the rupture disk 22 is joined to the recess 35M. In this case, since the rupture disc 22 is inserted into the recess 35M, the rupture disc 22 can be easily positioned.
The depth of the recess 35M is set to be substantially the same as the thickness of the rupture disc 22.

下側ホルダー32は、上側ホルダー31に嵌合する嵌合筒形状に形成されるとともに、伸縮性と電気絶縁性を有するポリプロピレン等の樹脂材料で形成されている。
より具体的には、下側ホルダー32は、上側ホルダー31の大径筒部35の外周面35Gに嵌合する嵌合筒部37と、嵌合筒部37の一端に連結され、上側ホルダー31に取り付けられたラプチャアディスク22の外周縁を覆う平板環状のガード部38とを一体に備えており、樹脂成形によって一体に製作される。
嵌合筒部37は、上側ホルダー31の大径筒部35の外径と略同径の内周面37Nを有し、その長さ(軸方向に沿う長さ(図4参照))L1が、大径筒部35の長さ(軸方向に沿う長さ(図4参照))L2と同じ長さに形成されている。これによって、図3に示すように、嵌合筒部37によって、電池ケース15内に露出する大径筒部35の外周面35Gの全てを覆うことができる。
The lower holder 32 is formed in a fitting cylinder shape that fits into the upper holder 31, and is formed of a resin material such as polypropylene having stretchability and electrical insulation.
More specifically, the lower holder 32 is connected to the fitting cylinder part 37 that fits to the outer peripheral surface 35G of the large-diameter cylinder part 35 of the upper holder 31, and one end of the fitting cylinder part 37. And a flat plate guard portion 38 that covers the outer peripheral edge of the rupture disk 22 attached to the rim, and is integrally manufactured by resin molding.
The fitting cylinder part 37 has an inner peripheral surface 37N having substantially the same diameter as the outer diameter of the large diameter cylinder part 35 of the upper holder 31, and its length (length along the axial direction (see FIG. 4)) L1 is set. The large diameter cylindrical portion 35 is formed to have the same length L2 (length along the axial direction (see FIG. 4)) L2. As a result, as shown in FIG. 3, all of the outer peripheral surface 35 </ b> G of the large-diameter cylindrical portion 35 exposed in the battery case 15 can be covered by the fitting cylindrical portion 37.

平板環状のガード部38は、嵌合筒部37の外周面37Gに連続する外周面38Gを有し、その内周面38Nが、ラプチャアディスク22の下方に突出する突出部22Tを逃げる内径に形成されている。
また、ガード部38の厚さ(軸方向に沿う長さ)L3は、ラプチャアディスク22よりも下方に突出する長さに形成される。これらによって、ガード部38は、ラプチャアディスク22の外周縁を覆うことができる。これによって、例えば、放圧弁ユニット21を台等に置いた際に、ラプチャアディスク22が台等に直接接触し、破損してしまう事態を避けることが可能になる。
The flat plate-shaped guard portion 38 has an outer peripheral surface 38G continuous with the outer peripheral surface 37G of the fitting cylinder portion 37, and the inner peripheral surface 38N has an inner diameter that escapes the protruding portion 22T protruding below the rupture disk 22. Is formed.
Further, the thickness (length along the axial direction) L <b> 3 of the guard portion 38 is formed so as to protrude downward from the rupture disc 22. Thus, the guard portion 38 can cover the outer peripheral edge of the rupture disk 22. Accordingly, for example, when the pressure release valve unit 21 is placed on a table or the like, it is possible to avoid a situation in which the rupture disk 22 directly contacts the table or the like and is damaged.

図3および図4に示すように、ガード部38の上面38Uは、上側ホルダー31の下面35Lの外周端に形成された環状の最下端部35L1に当接し、この当接によって下側ホルダー32のそれ以上の上方への移動を規制し、下側ホルダー32の嵌合筒部37を、上側ホルダー31の大径筒部35の外周面35G全体を覆う位置に位置決めする。すなわち、ガード部38は、下側ホルダー32の取付位置を位置決めする位置決め部も兼用している。   As shown in FIGS. 3 and 4, the upper surface 38U of the guard portion 38 abuts on an annular lowermost end portion 35L1 formed on the outer peripheral end of the lower surface 35L of the upper holder 31, and this contact causes the lower holder 32 to Further upward movement is restricted, and the fitting cylindrical portion 37 of the lower holder 32 is positioned at a position covering the entire outer peripheral surface 35G of the large diameter cylindrical portion 35 of the upper holder 31. That is, the guard part 38 also serves as a positioning part for positioning the mounting position of the lower holder 32.

この放圧弁ユニット21の組み立ては、上側ホルダー31にラプチャアディスク22を取り付ける第1工程と、下側ホルダー32を取り付ける第2工程とによって行われる。
図5は第1工程を示した図である。図5に示すように、第1工程では、上側ホルダー31の下面35Lに設けられた凹部35Mにラプチャアディスク22を挿入し、ラプチャアディスク22の外周部を溶接により上側ホルダー31に接合する。この溶接は、ラプチャアディスク22と上側ホルダー31との間に隙間が空かないように行われる。
The assembly of the pressure release valve unit 21 is performed by a first step of attaching the rupture disk 22 to the upper holder 31 and a second step of attaching the lower holder 32.
FIG. 5 shows the first step. As shown in FIG. 5, in the first step, the rupture disc 22 is inserted into the recess 35M provided on the lower surface 35L of the upper holder 31, and the outer periphery of the rupture disc 22 is joined to the upper holder 31 by welding. This welding is performed so that there is no gap between the rupture disk 22 and the upper holder 31.

図6は第2工程を示した図である。図6に示すように、第2工程では、ラプチャアディスク22が取り付けられた上側ホルダー31に下側ホルダー32を嵌合する。この嵌合により、上側ホルダー31と下側ホルダー32とが摩擦接合し、互いに連結される。
この場合、金属製の上側ホルダー31に比して柔らかい樹脂材料で形成された下側ホルダー32側が自身の伸縮性により撓むので、上側ホルダー31と下側ホルダー32とを容易に嵌合できるとともに、下側ホルダー32の伸縮反発力(弾性力)により嵌合力を十分に確保できる。つまり、上側ホルダー31と下側ホルダー32とは、下側ホルダー32の伸縮性により発生する摩擦嵌合力によって十分な嵌合力を容易に確保できるため、上側ホルダー31と下側ホルダー32とを溶接等により接合する必要がない。
このようにして、上側ホルダー31にラプチャアディスク22を溶接し、上側ホルダー31に下側ホルダー32を嵌合により取り付ける、といった簡易な作業だけで放圧弁ユニット21を組み立てることができる。
FIG. 6 shows the second step. As shown in FIG. 6, in the second step, the lower holder 32 is fitted into the upper holder 31 to which the rupture disk 22 is attached. By this fitting, the upper holder 31 and the lower holder 32 are friction-joined and connected to each other.
In this case, since the lower holder 32 side made of a soft resin material as compared with the metal upper holder 31 is bent by its own elasticity, the upper holder 31 and the lower holder 32 can be easily fitted together. The engagement force can be sufficiently ensured by the expansion / contraction repulsive force (elastic force) of the lower holder 32. That is, since the upper holder 31 and the lower holder 32 can easily secure a sufficient fitting force by the friction fitting force generated by the elasticity of the lower holder 32, the upper holder 31 and the lower holder 32 are welded or the like. It is not necessary to join.
In this way, the pressure relief valve unit 21 can be assembled by simple operations such as welding the rupture disk 22 to the upper holder 31 and attaching the lower holder 32 to the upper holder 31 by fitting.

図7は比較例を示している。この比較例の放圧弁ユニット121では、上側ホルダー131および下側ホルダー132の両方を金属材料で形成したディスクホルダー124を採用している。この構成では、上側ホルダー131と下側ホルダー132とを溶接で連結するため、ラプチャアディスク22の溶接作業(図7中、溶接箇所を符号αで示す)と、上側ホルダー131と下側ホルダー132との溶接作業(図7中、溶接箇所を符号βで示す)とが必要になり、溶接作業が多くなる。
この種の放圧弁ユニット121では、気密性が要求されるため、溶接作業による不良をできるだけ避けることが望まれる。このことから溶接作業が多くなることは不良率の増加を招いてしまう。しかも、このディスクホルダー124は金属製のため、電池ケース15内の電極端子17,18(図1参照)等とディスクホルダー124が接触して内部短絡を招くおそれも生じる。
FIG. 7 shows a comparative example. In the pressure release valve unit 121 of this comparative example, a disk holder 124 in which both the upper holder 131 and the lower holder 132 are formed of a metal material is employed. In this configuration, in order to connect the upper holder 131 and the lower holder 132 by welding, welding work of the rupture disk 22 (in FIG. 7, the welding location is indicated by α), the upper holder 131 and the lower holder 132 are connected. Welding work (in FIG. 7, the welding location is indicated by symbol β), and the welding work increases.
In this type of pressure relief valve unit 121, since airtightness is required, it is desired to avoid defects due to welding work as much as possible. For this reason, an increase in welding work leads to an increase in the defect rate. Moreover, since the disk holder 124 is made of metal, the electrode terminals 17 and 18 (see FIG. 1) in the battery case 15 and the disk holder 124 may come into contact with each other, causing an internal short circuit.

しかも、比較例では、下側ホルダー132が金属製のため、重量の制約から、その厚さを大きくすることができず、下側ホルダー132と上側ホルダー131の下面131Lとの間には隙間Sが空いてしまう。この構成では、下側ホルダー132の上方への移動を抑えるために、上側ホルダー131に下側ホルダー132の上方への移動を抑える切り欠き131Kが必要となり、形状の複雑化を招いてしまう。
また、この切り欠き131Kを設ける分、上側ホルダー131が大径化し、下側ホルダー132を上側ホルダー131の外周面131Gを全て覆うほどに大径化することは、配置スペースの制約および重量の制約から困難である。
In addition, in the comparative example, since the lower holder 132 is made of metal, the thickness cannot be increased due to weight restrictions, and there is a gap S between the lower holder 132 and the lower surface 131L of the upper holder 131. Becomes empty. In this configuration, in order to suppress the upward movement of the lower holder 132, the upper holder 131 requires a notch 131K that suppresses the upward movement of the lower holder 132, resulting in a complicated shape.
Further, the diameter of the upper holder 131 is increased by the amount of the cutout 131K, and the diameter of the lower holder 132 is increased so as to cover the entire outer peripheral surface 131G of the upper holder 131. It is difficult from.

これに対し、本実施の形態では、上記したように、放圧弁ユニット21の組み立てに要する溶接作業を1回に減らすことができるので、比較例と比べて、溶接作業を簡略化することができ、溶接作業による不良率を低減することができる。しかも、下側ホルダー(第2ホルダー)32が電気絶縁性を有するので、例えば、電池の大きさによっては、放圧弁ユニット21と一対の電極端子17、18との間が狭くなり、場合によっては互いに接触し、電極端子17、18を短絡させてしまう恐れがあるも、接触する放圧弁ユニット21に最外側に位置する下側ホルダー32が電気絶縁性であるので、内部短絡を防止することができる。
なお、電極端子に係らず、電池内の該放圧弁ユニット近傍に配置される異極性部品の内部短絡を防止することができる。
さらに、ディスクホルダー24を全て金属製にする場合に比して、形状の複雑化や重量化も回避し易くなる。
これにより、このディスクホルダー24によりラプチャアディスク22の損傷を低減しつつ内部短絡の防止と組立性の向上等を図ることができる。
On the other hand, in this embodiment, as described above, the welding work required for assembling the pressure release valve unit 21 can be reduced to one time, so that the welding work can be simplified as compared with the comparative example. The defect rate due to welding work can be reduced. Moreover, since the lower holder (second holder) 32 has electrical insulation, for example, depending on the size of the battery, the space between the pressure relief valve unit 21 and the pair of electrode terminals 17 and 18 becomes narrower. Although there is a possibility that the electrode terminals 17 and 18 may be short-circuited with each other, the lower holder 32 positioned on the outermost side of the contacting pressure release valve unit 21 is electrically insulating, so that an internal short circuit can be prevented. it can.
Note that, regardless of the electrode terminals, it is possible to prevent an internal short circuit of different polarity components arranged in the vicinity of the pressure release valve unit in the battery.
Furthermore, compared to the case where the disc holder 24 is entirely made of metal, it becomes easy to avoid the complicated shape and weight.
As a result, the disc holder 24 can prevent damage to the rupture disc 22 and prevent internal short circuit and improve assembly.

また、本構成では、図1に示したように、電気絶縁性を有する下側ホルダー32が、金属製の上側ホルダー31における電池ケース15内に露出する外周面35Gの全てを覆うので、内部短絡をより効果的に防止することができる。
また、図2および図3に示したように、下側ホルダー32が、上側ホルダー(第1ホルダー)31における電池ケース15内に露出する外周面35Gを覆う嵌合筒部37と、ラプチャアディスク22の外周縁を覆う覆い部として機能するガード部38とを一体に有し、下側ホルダー32を嵌合する際に、ガード部38が上側ホルダー31の端面(下面35L)に当接して、嵌合筒部37を、上側ホルダー31の電池ケース15内に露出する外周面35G全体を覆う位置に位置決めさせるので、下側ホルダー32の取付位置を容易に適切な位置に設定できる。
Further, in this configuration, as shown in FIG. 1, the lower holder 32 having electrical insulation covers all of the outer peripheral surface 35G exposed in the battery case 15 in the metal upper holder 31, so that an internal short circuit is achieved. Can be prevented more effectively.
2 and 3, the lower holder 32 includes a fitting cylinder portion 37 that covers the outer peripheral surface 35G exposed in the battery case 15 of the upper holder (first holder) 31, and a rupture disc. And the guard portion 38 that functions as a cover portion that covers the outer peripheral edge of the upper portion 22, and when the lower holder 32 is fitted, the guard portion 38 comes into contact with the end surface (lower surface 35L) of the upper holder 31, Since the fitting cylinder part 37 is positioned at a position covering the entire outer peripheral surface 35G exposed in the battery case 15 of the upper holder 31, the attachment position of the lower holder 32 can be easily set to an appropriate position.

また、ガード部38が下側ホルダー32に当接した状態で下側ホルダー32に取り付けられたラプチャアディスク22を覆うので、下側ホルダー32下方の空きスペースを効率よく利用してガード部38の厚さを確保することができ、ガード部38の強度を得やすくなる。
さらに、下側ホルダー32が樹脂製であるため、金属製にする場合に比して軽量化することができ、放圧弁ユニット21の軽量化、ひいては、リチウムイオン電池10の軽量化を図ることができるとともに、下側ホルダー32の低コスト化にも有利である。
In addition, since the rupture disc 22 attached to the lower holder 32 is covered with the guard portion 38 in contact with the lower holder 32, the empty space below the lower holder 32 can be used efficiently. The thickness can be secured, and the strength of the guard portion 38 can be easily obtained.
Furthermore, since the lower holder 32 is made of resin, the weight can be reduced as compared with a case where the lower holder 32 is made of metal, so that the pressure release valve unit 21 can be reduced in weight, and thus the lithium ion battery 10 can be reduced in weight. It is possible to reduce the cost of the lower holder 32.

なお、上記実施形態では、本発明を、リチウムイオン電池10の放圧弁構造に適用する場合を説明したが、リチウムイオン電池10以外の電池の放圧弁構造に適用しても良い。
また、上記実施形態では、下側ホルダー32を樹脂製にする場合を説明したが、電気絶縁性を有する他の材料を適用しても良い。
また、上記実施形態では、放圧弁にラプチャアディスク22を用いる場合を説明したが、それ以外の放圧弁を用いても良い。
さらに、電池10やディスクホルダー24の構造および形状等については、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜に変更しても良い。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the pressure relief valve structure of the lithium ion battery 10 has been described. However, the present invention may be applied to a pressure relief valve structure of a battery other than the lithium ion battery 10.
In the above-described embodiment, the case where the lower holder 32 is made of resin has been described. However, other materials having electrical insulation may be applied.
Moreover, although the case where the rupture disc 22 was used for the pressure release valve was described in the above embodiment, other pressure release valves may be used.
Further, the structure and shape of the battery 10 and the disk holder 24 may be changed as appropriate without departing from the scope of the present invention.

10 リチウムイオン電池(放圧弁付き電池)
11 電槽
12 発電要素
13 蓋体(蓋部)
15 電池ケース
19 貫通孔
22 ラプチャアディスク(放圧弁)
24 ディスクホルダー
31 上側ホルダー(第1ホルダー)
32 下側ホルダー(第2ホルダー)
34 上側ホルダーの小径筒部
35 上側ホルダーの大径筒部
37 下側ホルダーの嵌合筒部
38 下側ホルダーのガード部(覆い部)
10 Lithium ion battery (Battery with pressure relief valve)
11 Battery case 12 Power generation element 13 Lid (lid)
15 Battery case 19 Through hole 22 Rupture disc (pressure release valve)
24 Disc holder 31 Upper holder (first holder)
32 Lower holder (second holder)
34 Small-diameter cylindrical portion of upper holder 35 Large-diameter cylindrical portion of upper holder 37 Fitting cylindrical portion of lower holder 38 Guard portion (covering portion) of lower holder

Claims (6)

一端が開口した有底の電槽と、前記電槽の開口を塞ぐ蓋体を有する電池ケースの前記蓋体に貫通孔を設け、この貫通孔に放圧弁を保持するディスクホルダーを取り付けた放圧弁付き電池において、
前記蓋体は、この電池の電極端子と絶縁され、
前記ディスクホルダーは、前記放圧弁が溶接され前記貫通孔に取り付けられる金属製の第1ホルダーと、前記第1ホルダーの外周面に嵌合して前記放圧弁を保護するとともに電気絶縁性を有する第2ホルダーとを備えることを特徴とする放圧弁付き電池。
A pressure relief valve in which a through hole is provided in the lid of the battery case having a bottomed battery case having one end opened and a lid that closes the opening of the battery case, and a disk holder that holds the pressure relief valve is attached to the through hole. With batteries,
The lid is insulated from the electrode terminal of the battery,
The disk holder has a first metal holder that is welded to the through hole to which the pressure release valve is welded, and is fitted to the outer peripheral surface of the first holder to protect the pressure release valve and has electrical insulation. A battery with a pressure relief valve comprising two holders.
一端が開口した有底の電槽と、前記電槽の開口を塞ぐ蓋体を有する電池ケースの前記蓋体に貫通孔を設け、この貫通孔に放圧弁を保持するディスクホルダーを取り付けた放圧弁付き電池において、A pressure relief valve in which a through hole is provided in the lid of the battery case having a bottomed battery case having one end opened and a lid that closes the opening of the battery case, and a disk holder that holds the pressure relief valve is attached to the through hole. With batteries,
前記ディスクホルダーは、前記放圧弁が溶接され前記貫通孔に取り付けられる金属製の第1ホルダーと、前記第1ホルダーの外周面に嵌合して前記放圧弁を保護するとともに電気絶縁性を有する第2ホルダーとを備え、  The disk holder has a first metal holder that is welded to the through hole to which the pressure release valve is welded, and is fitted to the outer peripheral surface of the first holder to protect the pressure release valve and has electrical insulation. With two holders,
前記第2ホルダーは、前記第1ホルダーにおける前記電池ケース内に露出する全ての外周面を覆うことを特徴とする放圧弁付き電池。  The battery with a pressure relief valve, wherein the second holder covers all outer peripheral surfaces exposed in the battery case in the first holder.
前記第2ホルダーは、前記第1ホルダーおける前記電池ケース内に露出する外周面を覆う筒部と、前記放圧弁の外周縁を覆う覆い部とを一体に有し、前記嵌合の際に、前記覆い部が前記第1ホルダーに当接して前記筒部を前記第1ホルダーの前記外周面全体を覆う位置に位置決めさせることを特徴とする請求項1又は2に記載の放圧弁付き電池。 The second holder integrally includes a cylindrical portion that covers an outer peripheral surface exposed in the battery case in the first holder and a cover portion that covers an outer peripheral edge of the pressure release valve. 3. The battery with a pressure relief valve according to claim 1, wherein the cover portion is in contact with the first holder to position the cylindrical portion at a position covering the entire outer peripheral surface of the first holder. 前記第2ホルダーは、樹脂製であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の放圧弁付き電池。   The battery with a pressure relief valve according to any one of claims 1 to 3, wherein the second holder is made of a resin. 前記放圧弁は、ラプチャアディスクであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の放圧弁付き電池。   The battery with a pressure relief valve according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressure relief valve is a rupture disk. 前記電池は、リチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の圧弁付き電池。 The said battery is a lithium ion secondary battery, The battery with a pressure release valve as described in any one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned.
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