专利名称：安全阀和其制造方法、密封型电池和其制造方法、车辆、电池搭载设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及设置于电池壳体、在电池的内压上升了时裂开的安全阀和其制造方 法。另外，还涉及形成有安全阀的密封型电池和其制造方法、和搭载了密封型电池的车辆和 电池搭载设备。更为详细来说，涉及在阀部内通过冲压形成裂开槽的安全阀和其制造方法、 密封型电池和其制造方法、车辆、电池搭载设备。
背景技术：
以往，在密封型的电池中，安全阀被设置在其外表面。安全阀在电池内部的压力上 升超过容许范围的情况下打开。由此，该安全阀为用于作为排出内部的气体等的开口的部 件。因此，寻求其开阀压力如人们所期待的安全阀。作为安全阀提出了，例如专利文献1、2中记载的那样，形成有薄壁部位、在该薄壁 部位中形成有更薄的槽部的安全阀。在这样的安全阀中，为了得到质量稳定的安全阀，优选 将槽宽度设为小值。这是因为若槽宽度大，则开阀压力的参差不齐变大。专利文献1 日本特开平11-204093号公报专利文献2 日本特开2008-235082号公报
发明内容
但是，在上述的以往的安全阀中，存在如下这样的问题若将槽宽度设得极小，则 测定槽深度变得困难。为了确认开阀压力是否为适当的值，必须知道槽部的残存板厚。而 且，为了通过非破坏检查知道该残存板厚，要求准确取得槽深度。但是，若想要利用激光测 定槽宽度过小的槽部的槽深度，则由于照射的激光因槽部的侧壁而散射，因此，不能进行准 确的测定。另外，在利用接触端子的测定中，非常细的接触端子本身难以制造。而且，在测定 时也难以使接触端子抵接定位。因此，在槽宽度极小的安全阀中，不能准确地得到槽深度。 即，存在不能保证可靠的质量这样的问题。本发明是为了解决上述以往的技术中存在的问题而做成的。即，其课题在于提供 一种开阀压力的参差不齐小且质量稳定、并且能可靠地保证质量的安全阀和其制造方法、 密封型电池和其制造方法、车辆、电池搭载设备。以解决该课题为目的而做成的本发明的一方式中的安全阀，其设置于在内部收纳 发电元件并被密封了的密封型电池的电池壳体、具有裂开槽，其中，在裂开槽局部形成有比 其他部分宽度宽的测定槽。若采用上述的安全阀，则在裂开槽局部形成有测定槽。测定槽比其它部分宽度宽， 因此，通过例如采用激光等已知的测定方法，可以测定其槽深度。而且，还可将测定槽以外 的部分的裂开槽设为难以测定槽深度程度的狭窄槽宽度。即，由测定槽以外的部分的裂开 槽使得安全阀成为开阀压力的参差不齐小且质量稳定的安全阀，而由测定槽的测定使得安 全阀成为能可靠地保证质量的安全阀。
而且，在上述的安全阀中，优选，测定槽设置在裂开槽的多个部位。若为这样的结构，则可在多个部位对裂开槽的纵长方向进行测定。即使在裂开槽 在深度方向上倾斜形成的情况下，也可推测其整体的深度。因此，可以更加可靠地保证质
量。 另外，本发明的另一方式为设置于在内部收纳发电元件并被密封了的密封型电池 的电池壳体的安全阀的制造方法，包括第1工序、第2工序和第3工序，该第1工序中，通 过使用形成有形成裂开槽的凸部和在凸部局部形成的比其他部分宽度宽的部位的金属模 具进行冲压，形成裂开槽和作为其一部分且比其他部分宽度宽的测定槽；该第2工序中测 定测定槽的深度；该第3工序中，在第2工序中取得的测定槽的深度为预先确定的范围内的 值的情况下判定为合格品，在除此之外情况下判定为不合格品并予以排除。若采用上述的安全阀的制造方法，则在第1工序中，同时形成裂开槽和测定槽。在 第2工序中，测定测定槽的深度。由于是用1个金属模具同时形成的，因此，通过测定槽的 槽深度的测定也可知道裂开槽的槽深度。而且，基于第2工序的测定结果，在第3工序中， 判定是否为合格品。而且，在判定为不合格品的情况下予以排除。因此，成为能可靠地保证 质量的安全阀。而且，在上述的安全阀的制造方法，优选在第1工序中，作为金属模具使用在凸 部的多个部位形成有宽度宽的部位的金属模具；在第2工序中，分别测定多个部位的测定 槽的深度；在第3工序中，在多个部位的测定槽的深度都为预先确定的范围内的值、并且这 些深度的差值为预先确定的上限值以内的值的情况下判定为合格品，在除此之外的情况下 判定为不合格品并予以排除。若为这样的方法，则可容易地排除因金属模具的倾斜而形成了槽深度局部变为 容许范围之外的裂开槽的安全阀。另外，本发明的另一其他的方式为在电池壳体的内部收纳有发电元件并密封了的 密封型电池，其中，电池壳体具有形成了裂开槽的安全阀，在裂开槽局部形成有比其他部分 宽度宽的测定槽。而且，在上述的密封型电池中，优选，测定槽设置在裂开槽的多个部位。另外，本发明的另一其他的方式为在设置了安全阀的电池壳体的内部收纳有发电 元件并密封了的密封型电池的制造方法，包括第1工序、第2工序和第3工序，该第1工序 中。通过使用形成有形成裂开槽的凸部和在凸部局部形成的比其他部分宽度宽的部位的金 属模具进行冲压，形成裂开槽和作为其一部分且比其他部分宽度宽的测定槽，由此形成安 全阀；该第2工序中测定测定槽的深度；该第3工序中，在第2工序中取得的测定槽的深度 为预先确定的范围内的值的情况下判定为合格品，在除此之外情况下判定为不合格品并予 以排除。而且，在上述的密封型电池的制造方法中，优选在第1工序中，作为金属模具使 用在凸部的多个部位形成有宽度宽的部位的金属模具；在第2工序中，分别测定多个部位 的测定槽的深度；在第3工序中，在多个部位的测定槽的深度都为预先确定的范围内的值、 并且这些深度的差值为预先确定的上限值以内的值的情况下判定为合格品，在除此之外的 情况下判定为不合格品并予以排除。另外，本发明的另一其他的方式为搭载上述的密封型电池的车辆或电池搭载设备。若采用上述的安全阀和其制造方法、密封型电池和其制造方法、车辆、电池搭载设备，则开阀压力的参差不齐小且质量稳定、并且能可靠地保证质量。
图1表示具备本方式所涉及的安全阀的二次电池的立体图。图2表示安全阀的俯视图。图3是表示安全阀的剖视图。图4是表示安全阀的剖视图。图5是表示用于形成裂开槽的冲头的一例子的说明图。图6是表示利用激光测定的例子的说明图。图7是表示安全阀的构成的另一例子的剖视图。图8是表示使用了本方式的二次电池的电池组的侧视图。图9是表示使用了本方式的二次电池的车辆的说明图。图10是表示使用了本方式的二次电池的风钻的说明图
具体实施例方式以下，参照附图对具体实现本发明的最优方式进行详细说明。本方式将本发明适 用于设置在扁平型的锂离子二次电池的壳体的安全阀。本方式的二次电池10，如图1所示，将发电元件16收纳于电池壳他11。电池壳体 11具有一面开口的箱状的主体13和对这一面进行封口的封口板12。另外，在封口板12的 图中上部分别突出安装有作为外部电极端子的正极端子14和负极端子15。这些正极端子 14和负极端子15分别连接到发电元件16所含有的正负的电极板等。而且，在电池壳体11 中的封口板12中的两端子14、15之间的位置形成有安全阀18和注液部19。在图2、图3、图4中示出了封口板12中的安全阀18部分的详细情况。图2是安 全阀18的部分的俯视图。图3是图2中的A-A剖视图。图4是图2中的B-B剖视图。安 全阀18在俯视图中为外形大致长方形的薄板部分。在本方式中，安全阀18在封口板12的 面内与封口板12—体形成。另外，电池壳体11的主体13和封口板12分别由铝或铁等金 属板形成。本方式的安全阀18，如图3、图4所示，与周边的封口板12相比是整体形成得较薄 的部分。而且，在本方式中，在安全阀18，如图2所示，形成有如反向连接2个Y字的支脚的 形状的连成一体的裂开槽21。裂开槽21如图3、图4所示，为设置在安全阀18的范围内的 凹部。本方式的裂开槽21，如图2所示，具有沿封口板12的纵长方向的中央槽22和从其 两端分别向安全阀18的四个角延伸的4条斜边槽23。而且，在中央槽22局部形成有作为 槽宽度宽的部位的测定槽24。测定槽24为设置于在中央槽22的纵长方向上分离的2个部 位的大致圆形的范围。安全阀18是用于在二次电池10的使用中内压过渡上升的情况下裂开而放出气体 的部件。因此，要求该裂开的内压(开阀压力)处于适当的范围内。另外，裂开一般从中央槽22开始，而且，安全阀18中的裂开槽21以外的4个部位的部分S以向电池壳体的外侧 鼓出的方式变形打开。为了使该开阀压力为适当的范围内的值，只要在裂开槽21尤其是在中央槽22的 最深部处的残存板厚处于适当的范围内即可。因此，如图3和图4所示，基于与安全阀18 的受压面积的关系，使中央槽22的残存板厚(以下称为槽厚度)T处于适当的范围内。既 不优选裂开槽21的槽厚度T过大也不优选裂开槽21的槽厚度T过小。另外，在本方式中， 裂开槽21的槽厚度T为例如数10 μ m左右。而且，若中央槽22的槽宽度为极小的值，则也可得到参差不齐小且更加稳定的开 阀压力。在本实施方式中，中央槽22的槽宽度Wl (开口宽度、参照图3)为例如数10 μ m左 右的极小的值。因此，使用例如激光测定该部位的槽的深度是非常困难的。
在另一方面，如图4所示，测定槽24的槽宽度W2与裂开槽21中的除此之外的部位 不同、为特别大的值。本方式的测定槽24的槽宽度W2在开口宽度为例如300 1000 μ m。 另外，槽底为平面状，槽底的宽度也形成得比中央槽22的宽度宽很多。由于成为这样的形 式，因此，从图中上方朝向测定槽24的槽底照射激光，接受其反射光，由此，可准确地测定 槽的深度。另外，测定槽24的槽纵长方向的长度(图2中左右方向的长度)为与槽宽度W2 同等程度(具体来说2倍以内)的长度。只要中央槽22中的宽度宽的部分为这种程度，就 可确保开阀压力的稳定。另外，4条斜边槽23的槽宽度为与中央槽22同等程度的宽度。接着，对本方式的安全阀的制造方法进行说明。该制造方法包含以下4步工序。 即(1)在封口板12中形成用于作为安全阀18的部位的挤压变形(压溃)工序、(2)在该 部位中形成裂开槽21的槽冲压工序、(3)取得裂开槽21的深度的测定工序、和(4)判断形 成的裂开槽21是否合格的判定工序。其中，槽冲压工序(2)相当于第1工序，测定工序(3) 相当于第2工序，判定工序(4)相当于第3工序。首先，在挤压变形工序(1)中，通过冲压对封口板12的一部分进行挤压变形加工， 由此，形成用于作为安全阀18的部位。例如，使安全阀18的大小的平面状的金属模具抵接 封口板12的表里两面，从上下方向进行挤压。由此，可以使图2中所示的安全阀18的范围 与周边相比变薄。由于以这样的方式形成，因此，安全阀18中的除裂开槽21以外的部位处 的板厚大致相同。另外，该板厚形成为预先确定的厚度。接着，在槽冲压工序(2)中，通过一次冲压形成整个裂开槽21。即，使用如图5所 示的以裂开槽21的形状且以均勻的高度形成了凸部的冲头，对在(1)中进行了挤压变形加 工的部位的范围内进行冲压。在冲头31连接成一体地以相同高度形成有形成中央槽22的 中央凸部32、形成斜边槽23的斜边凸部33和形成测定槽24的测定凸部34。因此，由该槽 冲压工序(2)同时形成所有的中央槽22、斜边槽23、测定槽24。由于使用这样的冲头31，所以槽厚度T不论在裂开槽21的何处至少在设计上是 相同的。即，只要在冲压时安全阀18与冲头31相互平行，则整个裂开槽21为均勻的深度。 但是，如果在相互倾斜的状态进行了冲压的情况下，根据情况槽厚度T变为稍稍不同的值。接着，在测定工序(3)中，测定在槽冲压工序(2)中形成的裂开槽21的槽厚度T。 因此，如图6所示，向2个部位的测定槽24照射激光L，测定到槽底为止的深度。测定槽24 的槽宽度为大到可充分进行利用激光的测定的程度的槽宽度W2。因此，激光L不会被槽的 侧壁散射。因此，可利用激光L实现高精度的测定。由于是通过挤压变形工序(1)形成的，在裂开槽21以外的部位的安全阀18的板厚是已知的，因此，可以得到测定槽24的槽厚度 T。
接着，在判定工序(4)中，根据测定工序(3)的结果，判定该形成的裂开槽21是否 为合格品。在本方式中，预先确定并存储槽厚度T的适当范围。接着，判断在测定工序(3) 中得到的槽厚度T是否在该适当范围内。在判断为2个部位的测定槽24中不论哪一个的 槽厚度T不在适当范围内的情况下，判定为该裂开槽为不合格品。在判定为裂开槽21为不 合格品的情况下，排除含有该安全阀18的封口板12，并不将其用于二次电池10的制造。另一方面，在2个部位的测定槽24的槽厚度T都处于适当的范围内的情况下，进 一步计算出2个部位的测定槽24的槽厚度T的差。由此，可以掌握有无由冲压时的冲头31 和封口板12的倾斜所导致的裂开槽21的底面的倾斜。这是因为在冲压时它们不平行的 情况下，即使2部位的测定槽24的槽厚度T都处于良好的范围内，也有可能在除此之外的 部位(图6中的左右端部附近)脱离良好的范围。因此，在本方式中，还预先确定并存储了 2个部位的测定槽24的槽厚度T的差的 容许范围。而且，若得到的差值处于该范围内，则判定为合格品。若脱离该范围则判定为不 合格品。而且，在判定为不合格品的情况下，排除含有该安全阀18的封口板12，并不将其用 于二次电池10的制造。而且，通过该判定被判定为合格品的封口板12进一步被送往下一工序，用于二次 电池10的制造。S卩，在电池壳体11的主体13中收纳发电元件6，用合格的封口板12封口。 由此，可以制造设置了良好的安全阀18的二次电池10。通过这样做，即使仅靠2个部位的 测定，也可判定裂开槽21的全体的槽厚度T是否处于良好的范围内。因此，可实现开阀压 力的参差不齐小且质量稳定的安全阀18和二次电池10的制造。S卩，在本方式中，若在2个部位的测定槽24测定的槽厚度T都处于预先确定的范 围内、并且它们的差处于预先确定的范围内，则判定为该裂开槽21为合格品。但是，在测定 槽24的槽厚度T不论哪一个不处于预先确定的范围内或它们的差值大的情况下，判定为不 合格品。另外，还可进行利用接触端子的接触式的测定代替利用激光L的测定来进行同样 的判定。根据测定的方法，可预先将测定槽24的槽宽度W2和/或长度设定为适当的大小。另外，在本方式中，由封口板12 —体形成安全阀18，但如图7所示，也可由别的部 件42形成安全阀41。还可通过例如焊接等将形成了安全阀41的别的部件42安装在封口 板12。在该情况下，只要首先在别的部件42上预先形成安全阀41和裂开槽21，然后将该 别的部件42固定于封口板12即可。另外，或者也可按将安全阀41安装于封口板12之后 形成裂开槽21这样的顺序形成。若如以上详细说明那样采用本方式的安全阀18，则在裂开槽21设置测定槽24，因 此，可以高精度测定在测定槽24的位置处的槽厚度T。而且，测定槽24设置在2个分离的 部位，因此，根据2个部位的测定结果的差，可以推测出槽形成时的金属模具的倾斜。因此， 可以判定在包含中央槽22的两端部和斜边槽23的裂开槽21的所有的部位，槽厚度是否处 于容许范围内。而且，在测定槽24以外的部位槽宽度极小，因此，可将开阀压力的参差不齐 抑制得很小。因此，可以得到开阀压力的参差不齐小且质量稳定、并且能可靠地保证质量的 安全阀接着，对将本方式的二次电池10搭载并使用于各种设备的情况下的使用例进行说明。例如，如图8所示，制造并使用使用了多个二次电池10的电池组100。多个二次电池10以将其外部电极端子配置在相同侧的方式使相邻二次电池10的侧面(大面积的面) 彼此接触排列。而且，使约束板Iio分别抵接在其两侧，用约束螺钉111和螺母112将约束 板110彼此拧紧。由此，能够用适于使用的约束压力约束各二次电池10。而且，顺序串联连 接各二次电池的正极端子14和负极端子15，制成电池组100搭载于各种设备。该电池组100例如如图9所示，可以搭载用于车辆200。该车辆200为并用发动机 240、前马达220和后马达230来驱动的混合动力汽车。该车辆200包括车身290、发动机 240、安装于该发动机240的前马达220、后马达230、电缆250、变换器(inverter) 260和在 自身内部具有多个二次电池10的电池组100。另外，作为车辆，只要是其动力源的全部或一部分使用由电池产生的电能的车辆 即可，可以举出例如电动汽车、混合动力汽车、插电(plug-in)式混合动力汽车、混合动力 铁道车辆、叉车、电动轮椅、电动助力自行车、电动机车等。电池组100或者如图10所示，还可以用于电池搭载设备。在该图中所示的为搭载 了包括本方式的二次电池10的电池组的风钻300。该风钻300为具有电池壳体100和主 体320的电池搭载设备。另外，电池组100可拆装地被收纳于风钻300的主体320中的底 部 321。另外，作为电池搭载设备，只要是搭载电池并将其作为能量源的至少1种加以利 用的设备即可，可以举出例如个人计算机、手机、电池驱动的电动工具、不间断电源装置等 由电池驱动的各种家电制品、办公设备、产业设备。另外，除了包含可以使用电池组100的 设备之外，还包含可以使用没有处于电池组状态的单电池的设备。另外，本方式仅仅是单纯的例示，不对本发明产生任何限制。因此，本发明当然可 以在不脱离其要旨的范围内进行各种改良、变形。例如，安全阀的平面形状不限于图示的长方形的形状，也可以是圆形、长圆形(長 丸形)、正方形等任何形状。不论是哪种情况，都在其范围内设置裂开槽。另外，测定槽24 的平面形状也不限于图示的大致圆形状，也可以是任何形状。另外，即使将测定槽24分别 设置在4条斜边槽23，也可得到同样的效果。另外，在本方式中，包含测定槽24在内使裂开槽21的深度均等，但也可构成为仅 测定槽的部位设置有多多少少的台阶差的部件。例如，在不对开阀压力产生影响的范围，也 可形成得与裂开槽的其他部位相比稍稍浅一些。但是，在这种情况下，也必须用同一冲头形 成测定槽和裂开槽的其他部位，且它们的深度的差是已知的。另外，在本实施方式中，设定 将安全阀18形成在封口板12，但也可以设置在电池壳体11的主体13。另外，电池壳体11 的形状也不限于图示形状。附图标记说明10:二次电池 12:封口板 18 安全阀21 裂开槽 24 测定槽 31 冲头32:中央凸部 34:测定凸部
权利要求
一种安全阀，设置于在内部收纳发电元件并被密封了的密封型电池的电池壳体，并形成有裂开槽，上述安全阀的特征在于，在上述裂开槽局部形成有比其他部分宽度宽的测定槽。
2.根据权利要求1所述的安全阀，其特征在于， 上述测定槽设置于上述裂开槽的多个部位。
3.一种安全阀的制造方法，该安全阀设置于在内部收纳发电元件并被密封了的密封型 电池的电池壳体，上述制造方法包括通过使用形成有形成裂开槽的凸部和在上述凸部局部形成的比其他部分宽度宽的部 位的金属模具进行冲压，形成裂开槽和作为其一部分且比其他部分宽度宽的测定槽的第1工序；测定上述测定槽的深度的第2工序；和在上述第2工序中取得的上述测定槽的深度为预先确定的范围内的值的情况下判定 为合格品，在除此之外的情况下判定为不合格品并予以排除的第3工序。
4.根据权利要求3所述的安全阀的制造方法，其特征在于，在上述第1工序中，作为上述金属模具使用在上述凸部的多个部位形成有上述宽度宽 的部位的金属模具；在上述第2工序中，分别测定上述多个部位的测定槽的深度； 在上述第3工序中，在上述多个部位的测定槽的深度都为上述预先确定的范围内的 值、并且这些深度的差值为预先确定的上限值以内的值的情况下，判定为合格品，在除此之 外的情况下判定为不合格品并予以排除。
5.一种密封型电池，在电池壳体的内部收纳发电元件并被密封，其特征在于， 上述电池壳体具有形成了裂开槽的安全阀；在上述裂开槽局部形成有比其他部分宽度宽的测定槽。
6.根据权利要求5所述的密封型电池，其特征在于， 上述测定槽设置在上述裂开槽的多个部位。
7.—种密封型电池的制造方法，是在设置了安全阀的电池壳体的内部收纳发电元件并 密封的密封型电池的制造方法，上述制造方法包括通过使用形成有形成裂开槽的凸部和在上述凸部局部形成的比其他部分宽度宽的部 位的金属模具进行冲压，形成裂开槽和作为其一部分且比其他部分宽度宽的测定槽，由此 形成上述安全阀的第1工序；测定上述测定槽的深度的第2工序；和在上述第2工序中取得的上述测定槽的深度为预先确定的范围内的值的情况下判定 为合格品，在除此之外的情况下判定为不合格品并予以排除的第3工序。
8.根据权利要求7所述的密封型电池的制造方法，其特征在于，在上述第1工序中，作为上述金属模具使用在上述凸部的多个部位形成有上述宽度宽 的部位的金属模具；在上述第2工序中，分别测定上述多个部位的测定槽的深度，在上述第3工序中，在上述多个部位的测定槽的深度都为上述预先确定的范围内的 值、并且这些深度的差值为预先确定的上限值以内的值的情况下判定为合格品，在除此之外的情况下判定为不合格品并予以排除。
9.一种车辆，其特征在于，搭载权利要求5或权利要求6所述的密封型电池。
10.一种电池搭载设备，其特征在于，搭载权利要求5或权利要求6所述的密封型电池。
全文摘要
本发明的安全阀设置于在内部收纳有发电元件并密封了的密封型电池的电池壳体，具有裂开槽，且在裂开槽在一部分形成有比其他部分宽度宽的测定槽。即使裂开槽的其他部分槽宽度极小，通过测定测定槽的槽深度，也可取得裂开槽的槽深度，从而可进行是否合格的判定。由此，可提供开阀压力的参差不齐小且质量稳定并且可靠地保证质量的安全阀和其制造方法、密封型电池和其制造方法、车辆、电池搭载设备。
文档编号H01M2/12GK101868870SQ20098010072
公开日2010年10月20日 申请日期2009年5月26日 优先权日2009年1月27日
发明者中山元一, 加藤智, 和田芳信, 岡崎健二, 铃木哲 申请人:丰田自动车株式会社;株式会社协丰制作所