[发明专利]碱性二次电池

说明书

镍氢二次电池(2)具备：外装罐(10)，在上端具有开口；电极组(22)，与碱性电解液一起容纳于外装罐(10)内；以及封口体(11)，对外装罐(10)的开口进行封口，封口体(11)包括：盖板(14)，具有中央贯通孔(16)；以及阀芯(18)，堵塞中央贯通孔(16)，由弹性材料构成，阀芯(18)包括：圆柱状的主体部(54)，具有覆盖中央贯通孔(16)的基端面(58)；以及扩径部(56)，定位于主体部(54)的与基端面(58)相反的一侧，直径比主体部(54)的直径大，扩径部(56)的厚度(T)与阀芯(18)的整体高度(H)的比率R为27％以上。

技术领域

本发明涉及一种碱性二次电池，详细而言，涉及一种具有安全阀的碱性二次电池。

背景技术

作为碱性二次电池的一种，已知有密闭型的镍氢二次电池。该密闭型的镍氢二次电池通过如下方式形成：包括隔着隔膜被重叠的正极以及负极的电极组与碱性电解液一起容纳于具有开口的外装罐内，该外装罐的开口被封口体气密地封闭。

再者，在镍氢二次电池中，在弄错正极和负极并进行了充电的情况下(误充电)或者过充电的情况下，恐怕会在电池内异常地产生气体而使电池内的压力上升，外装罐变形而使电池破裂。因此，为了防止这样的电池破裂，在镍氢二次电池中，开发出各种具有安全阀的电池，所述安全阀在电池内产生的气体的压力超过固定值的情况下开阀而将气体释放至外部(例如，参照专利文献1等)。

这样的安全阀通常配设于封口体。具有安全阀的封口体的构造例如如下所述。

封口体具备：盖板，具有通气孔，嵌合于外装罐的开口；阀芯，配置为堵塞该通气孔；以及帽构件，容纳该阀芯并且兼作正极端子。需要说明的是，在该帽构件的侧面设有排气孔。上述阀芯由弹性材料、例如橡胶系材料构成，其形状呈圆柱状。该阀芯处于在帽构件的顶壁与盖板之间被压缩的状态，在规定的压力之前封闭通气孔的开口端，保持电池的密闭性。

对于阀芯而言，当在电池内异常地产生气体，电池内的气体的压力上升，超过规定的压力时，因该气体的压力而使阀芯弹性变形，打开盖板的通气孔。由此，电池内的气体经由通气孔以及排气孔被释放至外部，会防止电池的破裂。之后，伴随着电池内气体压力的降低，阀芯恢复至原来的形状，封闭盖板的通气孔，电池再次成为密闭状态。

再者，当安全阀工作，气体从电池的内部被释放出时，伴随于此，碱性电解液也被释放向电池的外部。如此，当碱性电解液被释放出时，电池内的碱性电解液的量减少。当碱性电解液的量减少时，会阻碍电池的充放电反应，因此电池的寿命耗尽。

在此，当将阀芯变形而打开通气孔时的压力设为阀芯的工作压时，在阀芯的工作压比较低的情况下，即使电池的内压为比较低的压力，阀芯也会变形而打开通气孔。如此，当阀芯的工作压低时，即使略微的内压上升，通气孔也会被打开，每次碱性电解液都会被释放至电池的外部，因此导致电池的低寿命化。

为了谋求电池的长寿命化，在比电池的外装罐开始变形的压力(以下，称为破裂压力)低的范围内，尽量将阀芯的工作压提高至接近该破裂压力的值是有效的。通过这样提高阀芯的工作压，通气孔被打开的频率变低，因此，能够抑制碱性电解液被释放至电池的外部，能够谋求电池的长寿命化。

因此，为了谋求电池的长寿命化，进行了在比破裂压力低的范围内尽量提高阀芯的工作压的尝试。作为这样的尝试，例如，进行了：对构成阀芯的橡胶的材料配方进行调整来提高橡胶硬度；对帽构件内的尺寸进行调整等来更强地按压容纳于帽构件内的阀芯，使阀芯的压缩率进一步提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-045393号公报

发明内容

发明所要解决的问题

再者，在上述那样的提高构成阀芯的橡胶的硬度的方案、提高阀芯的压缩率的方案中得到的阀芯的工作压还尚未达到接近破裂压力的值。