电池用安全阀元件、电池壳盖、电池制造技术

本发明专利技术的目的在于，提供特别在低压下可以稳定地、高精度地在规定的压力下破裂而释放内压，并且制造容易的电池用安全阀元件以及装入这些安全阀的电池。本发明专利技术提供由穿有贯通孔（Ｃ）的金属板（Ａ），和被层叠在金属板（Ａ）上以封闭贯通孔（Ｃ）的金属箔（Ｂ）构成的电池用安全阀元件以及使用它的电池。还提供安装了在金属板（Ａ）上设置孔并压接金属箔后形成的安全阀的电池壳盖以及使用它的电池。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及尤其在低压下可以在规定的压力下破裂而释放内压的电池用安全阀元件，和安装有安全阀的电池壳盖以及使用了它们的电池。以往，在使用锂、钠、钾等的碱金属作为负极的活性物质的电池中，有时因电池内的压力异常上升而使电池破裂，因而，需要在内压超常上升时向外部释放压力的安全阀，并提出了各种各样的结构。在这些安全阀中，为了确保安全性使得在电池破裂时不至于发生碎片和内部物质飞散伤人，特别要求在30kgf/cm2以下的低压下动作。在将碱金属作为负极活性物质的非水电池中，还要求高密封性。在要求这样的高密封性的电池中，作为向外部释放内压升高时的内压的安全阀，有在日本特开昭63-285859号公报中刊载的安全阀。该公报中刊载的安全阀，是通过使用冲压装置冷压电池容器壁面的一部分使其厚度成为原板材厚度的一半左右，在内压上升时当达到一定的内压时薄壁部分破裂，向外部释放内压的。但是，要在30kgf/cm2以下的低压释放内压时，就需要使薄壁部分的厚度很薄，因此，如果通过冲压加工将壁面加工得非常薄，则在加工时在薄壁部分产生微小的裂纹，破坏密封性。另外，由于该加工，被加工过的薄壁部分硬化，但由于该加工硬化不均匀，所以即使通过冲压使薄壁部分的厚度一定，也存在在一定的压力下不一定破裂的缺点。此外，作为使电池容器的壁的一部分薄壁化的方法，也可以尝试蚀刻法，但存在控制蚀刻后的剩余厚度为一定极其困难，并且在蚀刻部分上容易产生气孔，需要全部检查蚀刻后的薄壁部分等的缺点。这样，在使用上述方法时，设置一定厚度的薄壁部分是极其困难的，特别是要在30kgf/cm2以下的低压使安全阀破裂时，不能得到重现性好稳定的动作压力。作为解决上述缺点的方法，有这样的方法(日本特开平5-314959号公报揭示的方法)，通过粘合具有贯通孔的金属板和另一薄壁金属板，使薄壁部分的厚度保持一定，就可以得到重现性好且稳定的30kgf/cm2以下的动作压力。但是，这需要在真空炉中通过加热加压具有贯通孔的金属板和另一薄壁的金属板热压接形成，作为可以使用的金属材料必须是可以热压接的材料，限于同一金属，或者熔点等的物性相互差不多的金属。在日本特开平5-314959号公报中揭示的例子中，认为不锈钢、铁、镍等理想。进而，为了热压接这些金属得到均匀的粘接力，需要用预先抛光等方法除去在金属表面上生成的氧化物薄膜后，加热到1000℃左右的高温，需要繁琐的操作以及设备。再有，这些薄壁的金属板通常是用冷轧法制成，大多产生加工硬化。即，由于加工硬化后的上述金属材料因高温加热而被退火，在加热粘接前后机械强度变化，因此，存在需要严密控制加热粘接前的材料的物性、加热温度、加压时间等，以使得加热粘接后的机械强度(内压升高时破裂的强度)为一定等的问题。本专利技术，就是要解决上述以往技术的缺点，其目的是提供可以在特别低的压力下稳定地、高精度地在规定压力下破裂而释放内压，并且其制造容易的电池安全阀元件以及装入这些元件的电池。附图说明图1是展示本专利技术的电池用安全阀元件的概略斜视图。图2是展示将本专利技术的电池用安全阀元件安装在电池壳盖上的概略斜视图。图3是展示复合材制造方法的概略斜视图。图4是展示复合材的制造方法的概略斜视图。本专利技术的电池用安全阀元件，由具有贯通孔的金属基板，和层叠在上述基板上用于封闭上述贯通孔的金属箔构成。这样的电池用安全阀元件，设置有多个贯通孔的也很好。另外，金属基板最好是钢板、不锈钢板、铜板或者铝板中的一种，金属箔最好是钢箔、不锈钢箔、铜箔、铝箔、镍箔或者镍铁合金箔中的一种。权利要求5的电池壳盖，是在金属基板上设置贯通孔，压接金属箔后形成的，权利要求6的电池是使用了上述电池用安全阀元件的电池，权利要求7的电池，是使用了安装有上述安全阀的电池壳盖的电池。本专利技术的电池用安全阀元件，因为可以使破裂部分的厚度均匀，因此，破裂的内压离散少，当作为电池用安全阀使用时，在稳定的动作压力下动作。本专利技术的电池用安全阀元件，由于用冷压接法制造复合材，与以往的高温热压接法相比，材料强度下降少，动作压力稳定。另外，因为是在金属基板上设置贯通孔并压接作为安全阀的金属箔后，成型加工在电池壳盖上的，所以可以容易地直接得到具有作为安全阀的破裂部分的电池壳盖。进而，使用了本专利技术的电池用安全阀元件的电池，由于可以在稳定的动作压力下使安全阀动作，因此非常安全。以下，用实施例进一步详细说明本专利技术。图1是展示本专利技术的电池用安全阀元件的概略斜视图，图2是展示在电池壳盖上安装本专利技术的电池用安全阀元件的概略斜视图，图3以及图4是展示复合材的制造方法的概略斜视图。在图1中，A是金属基板，B是金属箔，C是贯通孔。本专利技术的电池用安全阀元件D的目的在于，在30kgf/cm2以下，最好在20kgf/cm2以下的低压动作。为了实现上述目的，用于本专利技术的金属箔B虽还取决于金属的种类，但最好是5～50μm的厚度。如果是5μm以下，在用于电池等的安全阀时，由于落地等的冲击容易破裂。另一方面，如果在50μm以上时，即使使用破裂强度低的金属，在用于安全阀时，由于在30kgf/cm2以下的压力下也不破裂，在高压负荷下才破裂，所以内有压力的容器自身破裂而碎片飞散，或内装物质喷出飞散，破坏了安全性。还不利于降低成本。作为金属箔B的种类，由于在用于电池时需要对于电解液的碱性水溶液有耐腐蚀性，因此最好是钢箔、不锈钢、铜箔、铝箔、镍箔、镍铁合金箔等。在用于电池以外的其他用途时，对于填充于容器内的物质稳定，在腐蚀等情况下不大量产生反应气体，就可以使用任何金属箔，除了上述箔外，还可以使用由锌、铅、黄铜、青铜、磷铜、炮铜、蒙乃尔合金等铜合金、硬铝等铝合金等构成的金属箔。金属箔B可以使用由任何方法制成的箔，但一般直接使用由冷轧法制成的箔，或者冷轧后退火处理的箔。用于上述金属板A的板厚度，并不特别限定，但从强度以及经济的观点出发，为了容易使用焊接或铆接等方法将安全阀安装在容器上，通常板厚度是0.03～0.50mm，最好是0.05～0.10mm。另外，作为用于金属板A的金属的种类，在用于电池，并且由金属箔和金属基板这2块金属构成的电池用安全阀元件D中，当金属基板一侧直接接触电解液的碱性水溶液时，由于需要对碱性水溶液有耐腐蚀性，因此最好是钢、不锈钢、铜、镍、镍铁合金等。当金属板A一侧不直接接触碱性水溶液时，不需要耐腐蚀性，只要对于填充在容器内的物质稳定，不使电池性能劣化，不大量产生反应气体等，就可以使用任何金属。另外，即使上述的金属箔B和金属基板A是不同种类的金属，不用说也可以实现本专利技术的目的。进而，上述金属基板A，可以用由任何方法制成，但是一般直接用由冷轧法制成的薄板，或者在冷轧后进行退火处理的薄板。在金属基板A上至少设置一个贯通孔C。该一个贯通孔C的大小和形状，根据安装电池用安全阀元件D的容器的大小以及形状而不同，并不特别限定，通常最适合使用的是直径1～10mm大小的圆型等。另外，例如也可以是长径1～10mm大小的椭圆，或是相当于上述圆直径大小的多角形。另外，贯通孔C的形状，还可以是具有一定宽度的线段(例如，由直线或曲线构成的狭缝)。进而也可以是组合上述多种图形的几何学形状的贯通孔。另外，这些贯通孔C，例如是用冲床等将用冷轧法制成的薄板冲压形成规定形状的。当形成2个以上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池用安全阀元件，由穿有贯通孔的金属基板，和层叠在上述基板上封闭上述贯通孔的金属箔构成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高田昭良，高木明，西条谨二，吉田一雄，好本信行，礒部刚彦，
申请(专利权)人：东洋钢钣株式会社，福田金属箔粉工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]