CN111033790A - 封口板 - Google Patents

Abstract

本发明提供具备开阀压力的设定容易并且抑制由达到开阀压力前的交变应力导致的槽部的断裂的防爆阀的封口板。防爆阀(22)具有薄板部(24)、薄板部(24)的一部分为凸起从而能够提高弯曲刚度的开阀部(25)、以及作为断裂线发挥功能的槽部(29)。槽部(29)形成为其两端部(34、35)分开的线状，并设置于连接两端部(34、35)的直线(37)横切开阀部(25)的位置。隔着直线(37)在与槽部(29)的长度方向上的中央部(50)相反的一侧并且脱离开阀部(25)的位置设定有与直线(37)大致平行的折弯线(38)。薄板部(24)中的两端部(34、35)与折弯线(38)之间的部分是在槽部(29)的断裂之后进行自由断裂的自由断裂区域(31)。通过槽部(29)的断裂、和之后在自由断裂区域(31)发生的薄板部(24)的自由断裂，开阀部(25)在折弯线(38)处折弯，从而防爆阀开阀。

Description

封口板

技术领域

本发明涉及将密闭式电池用的容器封口的封口板，更详细而言，涉及具备在容器的内部压力为设定压以上的情况下将内部的气体向外部放出的防爆阀的封口板。

背景技术

以往，作为具有防爆阀的密封构造的电池用容器，公知有非水电解质二次电池(例如，锂离子二次电池)用的容器。这种容器的非水电解质容纳于封闭容器的内部。因此，在反复充放电、产生了短路、过充电等的情况下，存在非水电解质被分解并产生气体进而由于该气体致使容器的内部压力上升的情况。因此，在容器设置有在内部压力为设定压以上的情况下开裂来释放内部压力的安全阀(防爆阀)(例如，参照专利文献1)。

专利文献1所记载的安全阀在将容器封口的板状的封口板形成有薄壁的阀体，在内部压力变为了设定压力以上时阀体破碎，从而将容器内部的气体向外部放出。在阀体形成有呈穹顶形状的穹顶部，并且在阀体的中央部或者其附近形成有用于使阀体的破碎容易的破碎槽。

另外，作为封口板，公知有在堵塞容器的开口部的金属板的表面的规定区域形成凹部，并在凹部的底面具备槽和鼓起部的封口板(例如，参照专利文献2)。该槽形成为：从凹部的中央向凹部的边界附近延伸，大致围绕邻接的两个区域，并且至少一部分与凹部的底面为相同面。鼓起部形成为两个区域分别向金属板的表面侧鼓起。

并且，作为封口板，公知有具备构成电池容器的外壳的板部、和一体地形成于板部的安全阀的封口板(例如，参照专利文献3)。这种安全阀具有外侧凹部、内侧凹部、外周弯曲部、两个闸门部、线部、第1周槽、第1横断槽、以及第2周槽。外侧凹部从板部的外表面凹陷。内侧凹部在与外侧凹部一致的位置从板部的内表面凹陷。外周弯曲部在外侧凹部与内侧凹部之间从板部连续地并且沿着外侧凹部的内周形成为恒定的宽度，并向外侧凹部鼓起。闸门部在外周弯曲部的内侧从外周弯曲部连续地形成，并分别向外侧凹部鼓起。线部使闸门部分别与外周弯曲部连结。第1周槽配置于外周弯曲部与闸门部之间，并从外侧凹部侧凹陷。第1横断槽配置于两个闸门部之间，从外侧凹部侧凹陷，并与第1周槽连续。第2周槽至少形成于除了线部之外的第1周槽中。

专利文献1：日本特开2001-325934号公报

专利文献2：日本专利第4955865号公报

专利文献3：日本专利第6088566号公报

在专利文献1～3所记载的安全阀或者封口板中，都通过开阀的阀体的厚度、设置于其周围的槽的剩余厚度的管理，管理每个电池的安全阀的工作压力(开阀压力)。

另外，近年来，锂离子二次电池并不局限于电子设备，作为电动汽车、混合动力汽车等的电源，要求大容量和高输出、并且能够反复进行高频度的充放电的高性能的电池。这样在高性能的二次电池用的容器中，要求比以往的二次电池用的容器更高的安全性和稳定性。

例如，电动汽车用的二次电池频繁地执行充电和放电，若随之产生气体，则反复发生冷凝、热膨胀以及收缩，或者其压力差、容积变化量变大。由于这样的二次电池的特性，以往的容器存在以下情况，即，因使内部应力变化的交变应力，形成为安全阀(防爆阀)的一部分的槽发生疲劳，若长期使用，则即使内部压力没有达到开阀压力，槽也断裂、开裂。

特别是若伴随着电池容量的增大而使安全阀的开口面积增大，则槽的长度变长，从而槽容易疲劳断裂。若为了避免该情况而加厚槽的剩余厚度，则容易产生在作为目标的设定压力下不断裂等开阀压力的设定变难的课题。

发明内容

本发明是以上述的情况为背景而完成的，其目的在于提供一种具备开阀压力的设定容易并且能够抑制在达到开阀压力前槽因交变应力而断裂的防爆阀的封口板。

为了实现上述的目的，本发明是在形成密闭式电池的容器的外壳的一部分的板的一部分具备由于上述容器的内部压力的增大而开阀的防爆阀的封口板，其特征在于，上述防爆阀构成为具有：薄板部，形成于上述板的一部分，且壁厚比上述壁薄；开阀部，通过使上述薄板部的一部分向上述薄板部的厚度方向形成为凸起而形成，且弯曲刚度得到提高；以及槽部，将上述开阀部从上述薄板部划分开，并且作为断裂线发挥功能，上述槽部形成为不完全围绕上述开阀部而两端部分开的线状，上述两端部设置于连结上述两端部的直线横切上述开阀部的位置，在隔着上述直线处于与上述槽部的长度方向上的中央部相反的一侧且脱离上述开阀部的位置设定有与上述直线大致平行的折弯线，上述薄板部中的上述槽部的上述两端部与上述折弯线之间的部分为在上述槽部的断裂之后自由断裂的自由断裂区域，通过上述槽部的断裂、和在上述槽部的断裂之后的发生在上述自由断裂区域的上述薄板部的自由断裂，上述开阀部在上述折弯线处折弯，由此上述防爆阀开阀。

也可以构成为：在本发明的基础上，上述开阀部形成为与上述薄板部的厚度相同的厚度，且形成为使凸起朝向上述容器的外部的剖面圆弧状。

也可以构成为：在本发明的基础上，上述开阀部和上述槽部隔着上述槽部的长度方向上的中央部配置于对称的位置。

也可以构成为：在本发明的基础上，上述被对称配置的槽部在上述中央部重合。

也可以构成为：在本发明的基础上，上述薄板部设置于从上述板凹陷的凹部。

也可以构成为：在本发明的基础上，若将与上述直线正交的方向上的上述开阀部的长度设为第1长度D，并将上述两端部与上述折弯线之间的长度设为第2长度N，则上述第2长度N相对于上述第1长度D的比例为18～42％。

也可以构成为：在本发明的基础上，在上述板的表面或者背面以围绕上述薄板部的方式形成有突条部。

也可以构成为：在本发明的基础上，上述薄板部制作于在上述板的厚度上加上上述突条部的厚度而得的厚度的中央。

对于本发明而言，若容器的内部压力增大，则作用于槽部的剪切力增大，最终在槽部发生断裂。在该情况下，使开阀部在厚度方向上弯曲变形，从而其弯曲刚度变高。因此，开阀部即使在槽部的一部分发生断裂，也维持其形状，不会发生一部分弯曲，因此开阀部的其他的部分仍然与薄板部相连等情况。即，开阀部通过槽部的断裂、和发生在与槽部的两端部连续的自由断裂部的自由断裂，在折弯线处折弯，由此从薄板部切开。因此，在开阀部的切开即防爆阀的开阀中，在槽部处的断裂和在自由断裂部处的自由断裂所需要的载荷作为反作用力发挥作用。在槽部处的断裂所需要的力(刚度)能够主要由槽部的剩余厚度决定，另外在自由断裂部处的断裂所需要的力(刚度)能够主要由自由断裂部的长度(从槽部的两端到折弯线的距离)决定。因此，在本发明中，不仅通过槽部的剩余厚度，还能够通过自由断裂部的长度来调整或设定开阀压力，即使槽部因开阀部的面积的增大而变长，也能够抑制开阀压力的偏差并正确地设定开阀压力。另外，槽部的长度与设置有自由断裂部对应地变短，并且不仅由槽部，还由自由断裂部承受由容器的内部压力的变化引起的交变应力，因此能够防止或抑制槽部的疲劳断裂。

根据将开阀部形成为使凸起朝向外部的剖面圆弧状的发明，使得将内部应力大致均衡地加载于开阀部的内面，因此能够抑制开阀压力的偏差。

根据开阀部和槽部设置于隔着中央部的对称的位置的发明，在防爆阀开阀时两个开阀部打开，因此能够取得较大的开口面积。

根据使槽部在中央部重合的发明，能够使两个开阀部大致同时开阀。

根据将薄板部设置于从板凹陷的凹部的发明，能够将开阀部配置于凹部的内部，因此能够防止对开阀部造成损伤等不良情况。

根据使第2长度N相对于第1长度D的比例为18～42％的发明，能够将正确的开阀压力的设定与槽部的疲劳断裂的防止或抑制双方确保为最佳的条件。

根据在板的表面或者背面设置有突条部的发明，例如在通过基于锻造的压缩加工制作薄板部的情况下，能够使用产生的多余部分来制作突条部，因而能够容易进行薄板部的加工。

根据将薄板部制作于在板的厚度上加上突条部的厚度而得的厚度的中央的发明，能够在不超过板的高度的范围内获得开阀部的凸起高度。因此，能够增加开阀部的凸起形状的自由度。

附图说明

图1是表示采用了本发明所涉及的封口板的密闭式电池的一个例子的立体图。

图2是表示防爆阀的一个例子的立体图。

图3是表示防爆阀的一个例子的俯视图。

图4是沿着图3所示的IV-IV线切断的剖视图。

图5是表示第1槽部的一个例子的放大剖视图。

图6是从表面观察的表示开阀的状态的防爆阀的立体图。

图7是表示从背面观察图6所示的防爆阀的状态的立体图。

图8是表示第1槽部和第2槽部的另一实施方式的俯视图。

图9是表示在验证中使用的实验装置的一个例子的说明图。

图10是表示防爆阀的另一实施方式的俯视图。

图11是表示开阀部的另一实施方式的俯视图。

图12是将图11所示的开阀部沿着XII-XII线切断的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对应用了本发明的密闭式电池的实施方式详细地进行说明。图1表示采用了本发明所涉及的封口板13的密闭式电池10的一个例子。如图1所示，密闭式电池10用的容器11具备容器主体12和封口板13。容器主体12例如由金属板制成，在上面具有开口部14，并且在内部收纳包括电极体和非水电解液等在内的电池构造体。封口板13例如由铝或者铝合金等金属板制作，以容器主体12的内部为气密的方式与开口部14接合。

例如在密闭式电池10为锂离子二次电池的情况下，也可以采用通过深拉深加工制造的例如铝合金制的容器主体12。也可以构成为：封口板13例如使用对铝合金板实施锻造加工而制作的工件，例如通过激光焊接围绕开口部14的整周进行接合，由此成为气密。此外，同图所示的附图标记H表示容器11的高度方向，附图标记L表示容器11的长边(横向)方向，而且附图标记W表示容器11的短边(宽度)方向。

容器11将芯体与电解液一起储存。芯体是隔着隔离件层叠或者卷绕正极和负极而制成。正极端子16和负极端子17从容器11的内部贯通封口板13，并分别向外部露出，又经由绝缘部件18分别固定于封口板13。正极端子16和负极端子17在电池10的长边方向L上并排配置。容器11形成为使正极端子16和负极端子17排列的长边方向L在短边方向W上扁平的立方体。正极端子16和负极端子17在隔着容器11的长边方向L上的封口板13的中央的两侧分别露出。此外，作为容器11的形状，例如也可以是圆筒状等。

在封口板13具有板19、表面凹部20以及注液孔21。表面凹部20与板19一体地形成于容器11的长边方向L和短边方向W上的中央的位置，在表面凹部20的内部形成有防爆阀22。注液孔21是用于注入非水电解液的孔，形成于与防爆阀22隔开规定间隔的旁边。在注入非水电解质后，通过封栓23将注液孔21密封，使得注液孔21即使由于比防爆阀22开阀时的规定的内部压力(开阀压力)高的压力也不会打开。

图2表示防爆阀22的一个例子。如图2所示，表面凹部20的轮廓为在容器11的长边方向L上较长的椭圆形状(跑道形状)。在表面凹部20的内部具有与板19一体形成的薄板部24。防爆阀22与薄板部24一体地形成于薄板部24的表面(表面凹部20的底面)24a的规定区域。薄板部24具有第1开阀部25、第2开阀部26、第1轮廓区域27、第2轮廓区域28、第1槽部29、第2槽部30、第1自由断裂区域31以及第2自由断裂区域32。第1开阀部25和第2开阀部26分别形成为使薄板部24的一部分向薄板部24的厚度方向呈凸状突出，制作为从薄板部24的表面24a不超过板19的表面19a的高度。通过制作为不超过表面19a的高度，从而外力难以直接作用于第1开阀部25和第2开阀部26，因此优选如此设置。此外，作为第1开阀部25和第2开阀部26的高度，也可以以超过板19的表面19a的高度制作。

图3表示防爆阀22的一个例子。如图3所示，第1开阀部25具有俯视视角中闭合的第1轮廓区域27，第1轮廓区域27的内部朝向容器11的外部突出，即朝向容器11的外部具有高度。因此，第1开阀部25具有在防爆阀22开阀时在第1轮廓区域27的内部不产生弯曲、变形的刚度。在同图中，将包围从表面24a开始隆起的地点的线表示为第1轮廓区域27。作为第1轮廓区域27，在俯视视角中，例如可以为圆形。此外，作为第1轮廓区域27的形状，并不局限于圆形，只要是闭合的轮廓区域，例如也可以是在容器11的长边方向L上较长的椭圆形状(跑道形状)。

第1槽部29从薄板部24将第1开阀部25划分开，并且作为断裂线发挥功能。具体而言，第1槽部29设置为围绕第1轮廓区域27，并且不完全围绕第1开阀部25而形成为两端部(一端部34、另一端部35)分开的曲线状。此外，第1槽部29并不局限于形成为两端部34、35分开的曲线状，例如也可以形成为两端部34、35分开的将直线与曲线组合而成的线状、或将多个直线组合而成的线状。

一端部34和另一端部35设置于一端部34与另一端部35的连线亦即第1直线37横切第1开阀部25的位置。也可以优选如同图所示设置两端部34、35，使得第1直线37横切敞开侧的范围X2，该敞开侧的范围X2相对于通过第1轮廓区域27中的中心27a且平行于第1直线37的中心线45，处于与第1槽部29围绕的一侧的围绕范围X1相反的一侧。此外，第1直线37是本发明的实施方式中的直线的一个例子。

一端部34相对于第1轮廓区域27的中心27a位于一侧(同图所示的中心27a的上侧)。另一端部35相对于中心27a位于另一侧(同图所示的中心27a的下侧)。即，一端部34和另一端部35设置于以通过中心27a并且与第1直线37正交的第2直线39为轴对称的位置。

第1开阀部25在防爆阀22开阀时在折弯线38处折弯。折弯线38隔着第1直线37在与第1槽部29的长度方向上的中央部50相反的一侧并且脱离第1开阀部25的位置，设定为与第1直线37大致平行的线。在薄板部24中的第1槽部29的两端部34、35与折弯线38之间的薄板部24设置有第1自由断裂区域31。第1自由断裂区域31是在第1开阀部25在折弯线38处折弯时在第1槽部29的断裂之后进行自由断裂的区域。此外，折弯线38假定为通过第1轮廓区域27与第2直线39的交点(左侧交点40、右侧交点41)中的处于敞开侧的范围X2的左侧交点40并且与第1直线37平行的线。

实际上，在防爆阀22开阀时，第1开阀部25的折痕并不局限于折弯线38上，例如也存在从折弯线38向与第1轮廓区域27相反的一侧偏离的情况。这是因为第1开阀部25具有不在第1轮廓区域27的内部变形的刚度。因此，同图所示的折弯线38是假想的线。

第1自由断裂区域31是由第1轮廓区域27、表面24a的外周24b、第1直线37以及折弯线38围起的区域，具有第1上自由断裂部43和第1下自由断裂部44。第1上自由断裂部43是在一端部34与折弯线38之间在第1槽部29的断裂之后发生自由断裂的区域。另外，第1下自由断裂部44是在另一端部35与折弯线38之间在第1槽部29的断裂之后发生自由断裂的区域。

第1槽部29的隔着第1直线37而包含第1槽部29的长度方向上的中央部50的曲线部分29a被制作成与第1轮廓区域27间保持规定的间隔，且制成与第1轮廓区域27相似的形状例如圆弧状。第1槽部29的与中心线45交叉的交点中的上侧交点46与一端部34之间的一端部分29b，以与外周24b保持规定的间隔的方式制成与第2直线39平行的直线状。相同地，下侧交点47与另一端部35之间的另一端部分29c以与外周24b保持规定的间隔的方式制成与第2直线39平行的直线状。这样，通过将一端部分29b和另一端部分29c设为与第2直线39平行的直线状，从而在开阀时，自由断裂部断裂为大约直线状，因此开阀压的调整变得容易。

若未形成有第1槽部29的第1自由断裂区域31的长度(第2长度)N相对于第1开阀部25开阀的区域的长度(第1长度)D的比率大于规定值，则第1自由断裂区域31的沿着长边方向L的长度变长。第1长度D是通过第1槽部29与第2直线39交叉的交点(中央部50)并且与第1直线37平行的中央线49与折弯线38之间的最短距离的长度。第2长度N是两端部34、35与折弯线38之间的最短距离的长度。若第1自由断裂区域31的沿着长边方向L的长度较长，则第1槽部29的沿着长边方向L的长度变短。因此，第1自由断裂区域31中的断裂所需要的力(刚度)变强，从而第1开阀部25不易打开。

相反，若第2长度N相对于第1长度D的比率小于规定值，则第1自由断裂区域31的沿着长边方向L的长度变短。若第1自由断裂区域31的沿着长边方向L的长度变短，则第1槽部29的沿着长边方向L的长度变长。因此，第1自由断裂区域31中的断裂所需要的力(刚度)变弱，从而第1开阀部25容易打开。即，第1自由断裂区域31中的断裂所需要的力(刚度)能够主要由第2长度N决定。第1槽部29的长度(第1长度D－第2长度N)由于设置有第1自由断裂区域31而相应变短，因此交变应力不仅由第1槽部29承受，也由第1自由断裂区域31承受，因此成为防止或抑制第1槽部29的疲劳断裂的参数。

即，通过调整第2长度N相对于第1长度D的比例，能够兼顾管理使开阀压力维持于规定压力的刚度与抑制第1槽部29由于交变应力而断裂的刚度。此外，第2长度N相对于第1长度D的比例例如优选18～42％。

第2长度N相对于第1长度D的比例例如由于板19的强度等条件而改变。板19的强度取决于材料、薄板部24的厚度。在材料的强度中，存在弹性强度、屈服强度、相对于断裂(破坏)的强度、最大(拉伸)强度、相对于蠕变变形(小负荷下的相对于时间的变化)的强度、相对于疲劳的强度、以及对摩擦(磨损)的耐性等参数。即，第2长度N相对于第1长度D的比例也能够通过改变上述的参数来调整。

第2开阀部26、第2槽部30、第2自由断裂区域32以及第2折弯线33相对于第1开阀部25、第1槽部29、第1自由断裂区域31以及第1折弯线38制作为以中央线49为轴反转的对称的形状。而且，第1槽部29和第2槽部30制作在在中央线49上重合。此外，中央部50也可以是表面凹部20的中心点。

图4是沿着图3所示的IV-IV线切断的图。如图4所示，薄板部24例如由通过在上模与下模之间压缩而使其塑性变形的锻造加工而制作，薄板部24成为比板19的厚度T1薄的厚度T2。通过该锻造加工而在俯视视角中的与表面凹部20轮廓一致的位置形成背面凹部51。其后，例如进行整形加工，通过该整形加工使第1开阀部25、第2开阀部26、第1槽部29以及第2槽部30形成于薄板部24。第1开阀部25和第2开阀部26为使凸起朝向容器11的外部的圆弧状的剖面形状，第1开阀部25和第2开阀部26的厚度为与厚度T2大致相同的厚度。

通过制作薄板部24的压缩加工，在板19产生多余部分。为了使加工容易，例如通过在上模和下模制作的倾斜部朝向表面凹部20的外周和背面凹部51的外周挤出由压缩加工产生的多余部分。所挤出的多余部分随着在压缩加工中的压缩率变大，即随着薄板部24的厚度T2相对于板19的厚度T1的比例变小而体积增加，从而向表面凹部20的外周和背面凹部51的外周鼓起的量增加。所鼓起的多余部分通过在压缩加工后进行的修剪(矫正加工)形成为修整了形状的突条部52。该突条部52形成为以规定的宽度围绕背面凹部51，并且成为从板19的背面19b朝向容器11的内部以规定的突出量突出的形状，而且修整为表面变得光滑。由此，能够优化突条部52的外观，并且能够使突条部52的表面的加工质量良好并能够确保对操作人员的安全性。

薄板部24的表面24a在板19的厚度T1的范围内制作，并且在比厚度T1的中央靠背面凹部51侧的位置制作。即，突条部52形成于背面19b，因此薄板部24可以形成于包括突条部52的厚度T3在内的背面凹部51的深度h1与表面凹部20的深度h2为大致相同的深度的位置。即，薄板部24可以制作于在板19的厚度T1上加上突条部52的厚度T3而得的厚度的中央。因此，薄板部24能够在比制作于板19的厚度T1的大致中央时的深度深的位置制作表面24a。因而，能够在表面凹部20的内部获得第1开阀部25和第2开阀部26的高度。由此，对于第1开阀部25和第2开阀部26，能够使均匀地负担内部压力的剖面形状的自由度增加。

此外，作为突条部52，也可以形成于板19的表面19a。另外，在表面凹部20的侧面(从表面24a向板19的表面19a立起的侧面)，形成有转印用于朝向表面凹部20的外周挤出多余部分的上模的倾斜部的表面斜面54。同样在背面凹部51的侧面，形成有转印用于朝向背面凹部51的外周挤出多余部分的下模的倾斜部的背面斜面55。

图5表示第1槽部的一个例子。此外，图5所示的第1槽部29是一个例子，在本发明中并不限定于图5所示的形状。如图5所示，在第1槽部29，为了使剩余厚度S的尺寸精度提高，例如通过压缩加工在薄板部24的表面24a和背面24c分别形成有台阶部。在表面24a形成有第1台阶部57和第2台阶部58。第1台阶部57制作为容器11的长边方向L的长度W1相对较长。第2台阶部58使长边方向L的长度W2比长度W1短，并制作于第1台阶部57内。第2台阶部58的深度例如制作得比第1台阶部57的深度深。

在背面24c形成有第3台阶部59和第4台阶部60。第3台阶部59以长边方向L的长度W3制作。第4台阶部60以长边方向L的长度W4短于长度W3的方式制作于第1台阶部57内。第4台阶部60的长度W4形成为比允许在上模与下模之间预测发生的中心偏离的长度即第2台阶部58的长度W2长。第3台阶部59的长度W3形成为比允许在上模与下模之间预测发生的中心偏离的长度即第1台阶部57的长度W1长。第3台阶部59和第4台阶部60的深度制作为比第1台阶部57的深度浅。

第1槽部29的剩余厚度S相当于第2台阶部58的底面58a与第4台阶部60的底面60a之间的厚度，为管理在第1槽部29的断裂所需要的力(刚度)的参数。此外，第2槽部30的剖面形状是与第1槽部29相同或者同样的剖面形状，因此省略这里的详细说明。另外，在图3所示的中央部50重合的第1槽部29和第2槽部30的长边方向L上的剖面形状也为与图5所示的剖面形状相同的剖面形状。

图6表示开阀的状态的防爆阀。如图6所示，第1开阀部25和第2开阀部26在第1折弯线38和第2折弯线33处以从中央部50朝向长边方向L的两侧分别折弯的对开式开阀。中央部50成为第1槽部29与第2槽部30的包括中央部50的对接部(中央线49上的附近)62、63。从对接部62、63到外周24b的中央区域部24d比从除了对接部62、63之外的第1槽部29和第2槽部30到外周24b的外周区域部24e宽，因此容易挠曲，因而难以断裂。相反地外周区域部24e由于外周24b处于附近而难以挠曲，因而容易断裂。

在对接部62、63容易挠曲，因此因交变应力通过鼓起、收缩而弹性地变形，在开阀时对抗弹力使其断裂所需要的载荷作为反作用力发挥作用。对抗作用于对接部62、63的载荷的拉伸强度比对接部62、63以外的第1槽部29和第2槽部30的断裂所需要的力、第1自由断裂区域31和第2自由断裂区域32的自由断裂65所需要的力强。因此，对接部62、63的第1槽部29和第2槽部30略晚于对接部62、63以外的第1槽部29及第2槽部30的断裂、和第1自由断裂区域31及第2自由断裂区域32的自由断裂65，最后断裂。

在开阀时，在第1开阀部25和第2开阀部26的内面，由于容器11的内部应力、或者交变应力的负荷而均衡地负载非常高的压力直至对接部62、63断裂为止。因此，若对接部62、63超过拉伸强度的极限，则在对接部62、63的第1槽部29和第2槽部30发生断裂，第1开阀部25和第2开阀部26一下打开。通过这样第1开阀部25和第2开阀部26一下打开，从而能够使第1开阀部25和第2开阀部26的打开时机大致同时进行。另外，能够以开阀后的对接部62、63相对于表面24a的打开角度例如为45度以上的角度的方式使第1开阀部25和第2开阀部26较大地打开。

图7表示从背面观察图6所示的防爆阀22的状态。在图7中，用阴影线表示薄板部24中的开口的区域。通过分别产生在对接部62以外的第1槽部29的断裂、第1自由断裂区域31的自由断裂65以及对接部62的断裂，从而第1开阀部25将第1折弯线38作为折痕来开阀。通过分别产生在对接部63以外的第2槽部30的断裂、第2自由断裂区域32的自由断裂65以及对接部63的自由断裂，从而第2开阀部26在第2折弯线33处折弯并开阀。中央区域部24d与外周区域部24e相比，到外周24b的缝隙较宽。

图8表示第1槽部29和第2槽部30的另一实施方式。如图8所示，第1槽部29的上侧交点46与一端部34之间的一端部分29b制作为与第1轮廓区域27相似的圆弧状。同样，下侧交点47与另一端部35之间的另一端部分29c制作为与第1轮廓区域27相似的圆弧状。此外，一端部分29b和另一端部分29c并不局限于与第1轮廓区域27相似的圆弧状，也可以使与圆弧状相近的曲线。图8的实施方式中的第2槽部30为与将第1槽部29相对于中央线49对称配置而成的形状相同的形状。此外，在图8中，对与在图3中说明的部分相同或者同样的部分标注相同的附图标记，并省略这里的详细说明。

【实施例】

表1表示用于对由应用了本发明的封口板13起到的效果进行说明的验证结果。在本发明人等进行的验证中，如表1所示，分别制作使在图3中说明的第2长度N的尺寸(mm)变化为1.2、1.4、1.8以及2.2(mm)，并且使第1槽部29和第2槽部30的剩余厚度S(μm)在100～40(μm)的范围内每次变化20(μm)而形成的No.1～No.4的封口板13，并使用实验装置来测定防爆阀22开阀时的内部压力(开裂内压(MPa))和反复断裂次数。在实验装置中，以规定的间隔将在防爆阀22加载的压力切换为比大气压高的规定的压力和大气压来加载并测定。对于反复断裂次数而言，将在以规定的压力加载空气压力后直到空气压力切换为大气压为止的循环记为次数“1”，将到视觉辨认出防爆阀22的开阀或者开裂为止的次数(疲劳寿命)记载于表1。

[表1]

如图9所示，在验证中使用的实验装置在工作台67的定位部68设置封口板13，通过按压板69从上方将封口板13按压于工作台67。在工作台67安装有向防爆阀22供给空气的配管70。经由配管70供给的空气经由设置于工作台67的排出口79从内侧加载于防爆阀22。在按压板69形成有用于视觉辨认防爆阀22的开阀状态的开口71。压缩机72制作压缩空气。将压缩空气向增压器73和压力调整阀74输送，在通过增压器73和压力调整阀74调整为规定的压力后向电磁阀75供给。电磁阀75具备在将调整至规定的压力的空气压力向配管70供给时切换的第1端口76、和在将大气压向配管70供给时切换的第2端口77。控制部78控制电磁阀75，通过以规定的间隔切换电磁阀75的端口76、77来将交变应力加载于防爆阀22。

通过将厚度T1为2.0mm的铝合金板从表里两面压缩的压缩加工，形成长边方向L的长度为16.2mm、短边方向W的长度为8.2mm、以及厚度T2为0.25mm的薄板部24，其后，对与开口部14对置的尺寸实施外形剪切加工来制作在验证中使用的封口板13。在薄板部24一体制作有第1开阀部25和第2开阀部26。第1开阀部25形成为距表面24a的高度为1.3mm、第1轮廓区域27为半径2.8mm的穹顶状。第2开阀部26制作为与第1开阀部25相同的形状。

将在验证中使用的封口板13所要求的开裂内压(开阀压力)设定为2MPa，并且将反复断裂次数设定为大致3万次以上。关于在验证中使用的No.1～No.4的封口板13，将第2长度N的尺寸预先决定为多个值，其后，相对于各值的第2长度N决定确保开裂内压为2MPa的剩余厚度S，针对通过确保开裂内压为2MPa的第2长度N的尺寸与剩余厚度S的组合制作而成的封口板13，验证反复断裂次数。

若使剩余厚度S相对增大，则对抗使第1槽部29和第2槽部30断裂的力的刚度变强，即第1槽部29和第2槽部30难以断裂。另外，若使第2长度N的尺寸即第2长度N相对于第1长度D的比例相对减小，则对抗将第1开阀部25和第2开阀部26开阀的载荷的刚度变低，即第1开阀部25和第2开阀部26容易开阀。

在验证中，第2长度N相对于第1长度D的比例(％)与剩余厚度S(μm)的组合在No.1的封口板13中为21.4％和100μm，在No.2的封口板13中为25％和80μm，在No.3的封口板13中为32.1％和60μm，在No.4的封口板13中为39.3％和40μm。

如表1所示，可知No.1～No.4的封口板13在确保2MPa的开裂内压的基础上，满足3万次以上的反复断裂次数。

对于表1所示的比较例1的封口板13而言，第2长度N(mm)和剩余厚度S(μm)为1mm与120μm的组合，在验证中开裂内压满足2MPa。此时，反复断裂次数低于3万次。若第2长度N变短，则根据剩余厚度S的尺寸承受开裂内压和交变应力的比例变大。因而，在比较例1的封口板13中，与第1自由断裂区域31和第2自由断裂区域32相比，由剩余厚度S承受对抗交变应力的刚度，结果是，可以认为反复断裂次数降低。为了使反复断裂次数接近目标值的3万次，可以考虑使剩余厚度S变厚。因此，若使剩余厚度S变厚，则开裂内压的值上升至超过目标值(2MPa)的值，从而防爆阀22在开裂内压的目标值下不开阀。因此，对于通过与No.1的封口板13相比第2长度N较短的方向的值、与剩余厚度S较厚的方向的值的组合制作而成的封口板13，不能将开裂内压确保在目标的设定压力。

表1所示的比较例2的封口板13与比较例1相反，将第2长度N设为2.4mm，并且与No.4的封口板13相比加长第2长度N，并加强对抗第1开阀部25和第2开阀部26的开阀的刚度。在验证中，使用了以在2MPa的开裂内压下第1开阀部25和第2开阀部26开阀的方式减小了剩余厚度S的板，但即使是30μm的剩余厚度S也没有开阀。对于30μm的剩余厚度S而言，厚度非常薄。因此，容易在第1槽部29和第2槽部30发生破裂，因而，不能进一步减薄剩余厚度S。另外，在验证中，比较例2的反复断裂次数由于在第1槽部29和第2槽部30发生破裂而成为从目标值急剧减小的值。

结果可见，通过剩余厚度S调整开裂内压，并且通过第2长度N的值保证对抗第1开阀部25和第2开阀部26的开阀的刚度，存在使两者满足以便提高反复断裂次数的区域。即使是图8说明的封口板13，也能够取得与在表1中说明相同或者同样的效果。

以上，在上述中说明的各实施例是本发明的例示，在某个实施例中特有的构造和功能也能够用于其他的实施例。另外，本发明并不限定于上述的各实施例，在不脱离本发明的目的的范围内能够适当地变更。

例如，也可以构成为如下方式：省略在图3和图8中说明的设置于表面凹部20的第2开阀部26和第2槽部30，作为防爆阀22，仅设置了第1开阀部(以下，仅称为“开阀部”)25和第1槽部29(以下，仅称为“槽部”)。图10表示防爆阀22的另一实施方式。如图10所示，薄板部24具有一个开阀部25和一个槽部29。薄板部24相对于第1直线37在槽部29的长度方向的中央部50侧以与第1槽部29之间的缝隙80均匀的方式形成有外周24b。

另外，图3所示的第1开阀部25、第2开阀部26、以及图10所示的开阀部25制作为使凸起朝向外部的圆弧状的剖面形状，但在本发明中并不局限于此，例如如图11和图12所示，也可以将开阀部82制作为剖面桌台状。图11表示另一实施方式的开阀部82。图12表示沿着图11所示的XII-XII线切断的开阀部82。将开阀部82制作为薄板部24的一部分为向薄板部24的厚度方向的凸起从而能够提高弯曲刚度的形状。即，开阀部82沿着在俯视视角中闭合为以交点82a为中心的圆状的轮廓区域制作有突起83。在剖视时突起83的内部具有桌台的平面部84。平面部84具有不产生弯曲、变形的刚度。该平面部84制作得比表面24a高出高度h3。将开阀部82的厚度制作为与薄板部24的厚度大致相同的厚度。此外，在图11和图12中，对与在图3和图10中说明的部分相同或者同样的部分标注相同的附图标记，并省略这里的详细说明。另外，作为开阀部25的其他的形态，也可以相对于图11和图12所示的开阀部82的形态，制作为省略了突起83的形状。并且，也可以相对于图11和图12所示的开阀部82的形态，为在突起83的内侧同心圆状地制作了1条或者多条相同的突起的形状。再者也可以如在图3中说明的那样将突起83的内部的平面部84制作为使凸起朝向外部的圆弧状。

另外，例如也可以将图10和图11所示的、仅设置了一个开阀部25、82的薄板部24在板19的不同的位置设置多个，例如设置两个。在例如设置两个的情况下，优选相对于封口板13中的长边方向L的中央设置于对称的位置。并且封口板13如在图1中说明的那样安装于构成容器11的外壳的面中的上表面，但并不局限于此，只要是构成容器11的外壳的面即可，可以安装于任意一个面。

附图标记说明

10…电池；11…容器；13…封口板；19…板；20…表面凹部；22…防爆阀；24…薄板部；25…第1开阀部；26…第2开阀部；27…第1轮廓区域；28…第2轮廓区域；29…第1槽部；30…第2槽部；31…第1自由断裂区域；32…第2自由断裂区域；33…第2折弯线；34…一端部；35…另一端部；38…第1折弯线；52…突条部；82…开阀部。

Claims (8)

1.一种封口板，在形成密闭式电池的容器的外壳的一部分的板的一部分具备由于所述容器的内部压力的增大而开阀的防爆阀，其特征在于，

所述防爆阀构成为具有：

薄板部，形成于所述板的一部分，且壁厚比所述板薄；

开阀部，通过使所述薄板部的一部分向所述薄板部的厚度方向形成为凸起而形成，且弯曲刚度得到提高；以及

槽部，将所述开阀部从所述薄板部划分开，并且作为断裂线发挥功能，

所述槽部形成为不完全围绕所述开阀部而两端部分开的线状，

所述两端部设置于连结所述两端部的直线横切所述开阀部的位置，

在隔着所述直线处于与所述槽部的长度方向上的中央部相反的一侧且脱离所述开阀部的位置设定有与所述直线大致平行的折弯线，

所述薄板部中的所述槽部的所述两端部与所述折弯线之间的部分为在所述槽部的断裂之后自由断裂的自由断裂区域，

通过所述槽部的断裂、和在所述槽部的断裂之后的发生在所述自由断裂区域的所述薄板部的自由断裂，所述开阀部在所述折弯线处折弯，由此所述防爆阀开阀。

2.根据权利要求1所述的封口板，其特征在于，

所述开阀部形成为与所述薄板部的厚度相同的厚度，且形成为使凸起朝向所述容器的外部的剖面圆弧状。

3.根据权利要求1或2所述的封口板，其特征在于，

所述开阀部和所述槽部配置于隔着所述槽部的长度方向上的中央部的对称的位置。

4.根据权利要求3所述的封口板，其特征在于，

所述被对称配置的槽部在所述中央部重合。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的封口板，其特征在于，

所述薄板部设置于从所述板凹陷的凹部。

6.根据权利要求5所述的封口板，其特征在于，

若将与所述直线正交的方向上的所述开阀部的长度设为第1长度D，并将所述两端部与所述折弯线之间的长度设为第2长度N，则所述第2长度N相对于所述第1长度D的比例为18～42％。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的封口板，其特征在于，

在所述板的表面或者背面以围绕所述薄板部的方式形成有突条部。

8.根据权利要求7所述的封口板，其特征在于，

所述薄板部制作于在所述板的厚度上加上所述突条部的厚度而得的厚度的中央。

Images