特許 5806641 電池ケース蓋の防爆弁の形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5806641

(24)【登録日】2015年9月11日

(45)【発行日】2015年11月10日

(54)【発明の名称】電池ケース蓋の防爆弁の形成方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/04 20060101AFI20151021BHJP

   H01M 2/12 20060101ALI20151021BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/04 A

   H01M2/12 101

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-116482(P2012-116482)

(22)【出願日】2012年5月22日

(65)【公開番号】特開2013-243075(P2013-243075A)

(43)【公開日】2013年12月5日

【審査請求日】2014年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100131750

【弁理士】

【氏名又は名称】竹中 芳通

(74)【代理人】

【識別番号】100146112

【弁理士】

【氏名又は名称】亀岡 誠司

(74)【代理人】

【識別番号】100167335

【弁理士】

【氏名又は名称】武仲 宏典

(74)【代理人】

【識別番号】100164998

【弁理士】

【氏名又は名称】坂谷 亨

(72)【発明者】

【氏名】小西 晴之

【審査官】 井原 純

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／０４９９０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１８１２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０８３５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２０４０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２９７３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−００４２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−３０９２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８９６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０３０５９４６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／０４

Ｈ０１Ｍ ２／１２

Ｂ２１Ｄ ２２／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池ケース蓋の防爆弁の形成方法であって、厚さ０．５〜２ｍｍのアルミニウム合金板からなる前記電池ケース蓋のコイニング加工によって、この電池ケース蓋に厚さ５０〜３００μｍの薄肉な平坦状凹部を形成した後、この平坦状凹部に厚さ１０〜１００μｍのより薄肉な破断用凹溝を更にコイニング加工により形成するに際し、この破断用凹溝に対して、この破断用凹溝よりも厚肉だが前記平坦状凹部よりも薄肉な凹溝を、この破断用凹溝に対して互いに間隔をあけて並列させて、この破断用凹溝と同時にコイニング加工により形成することを特徴とする電池ケース蓋の防爆弁の形成方法。

【請求項2】

前記破断用凹溝が、この破断用凹溝の肉厚を規定している平坦状底部と、この底部より前記平坦状凹部表面まで立ち上がる傾斜両側壁とで形成される略くさび型の断面形状をしている請求項１に記載の電池ケース蓋の防爆弁の形成方法。

【請求項3】

前記破断用凹溝と前記破断用凹溝の形成用凹溝とが、平面視で、互いに間隔をあけて並列された略環状に各々形成され、前記破断用凹溝の形成用凹溝の方が前記破断用凹溝よりも平面視で前記平坦状凹部の幅方向の内側に形成されている請求項１または２に記載の電池ケース蓋の防爆弁の形成方法。

【請求項4】

前記破断用凹溝と前記破断用凹溝の形成用凹溝とが、平面視で、互いに間隔をあけて並列された略直線状に各々形成されている請求項１または２に記載の電池ケース蓋の防爆弁の形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池ケース蓋であって、所定の内部圧力がかかると、その内部圧力を開放する防爆弁（防爆機構）を備えた電池ケース蓋の防爆弁の形成方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ等の電源として、リチウムイオン二次電池が広く使用されている。この電池ケースを構成する板材には、その蓋を含めて金属が使用されていることが多く、特許文献１〜３ではＳＵＳ等の鉄合金が、特許文献４〜７ではアルミニウム合金が使用された電池ケースが開示されている。特に、電池ケースの蓋や本体などをアルミニウム合金板素材から構成させると、耐食性や軽量化および加工性やコスト面からも有利である。

【0003】

この二次電池の外装であるケース（以下、電池ケース）は、電池の充放電や使用環境下の温度上昇によって内部圧力が上昇することがあり、この内部圧力で電池ケースが変形したり、さらには破裂する危険性を抱えている。このような電池ケースの破裂を防ぐため、破裂しない程度の内部圧力で電池ケースの一部が開裂して内部圧力を開放するような、安全装置としての防爆弁（防爆機構）が設けられている。

【0004】

一般的な防爆弁の構造は、電池ケースを構成する蓋などの板材の一部を溝状に薄肉加工して破断用凹溝（薄肉部）としたもので、この凹溝を内部圧力の小幅な上昇で選択的に破断、開裂させるものである。具体的には、蓋などの薄肉部内に、平面視が楕円形あるいは直線状の破断用凹溝を加工して設け、電池内部でのガス発生などの異常時には、この破断用凹溝の材料が破断して内部のガスを放出し、電池の爆発を防止するものである。

【0005】

例えば、特許文献８では、蓋体の平坦部の一部に平面視で円形の薄肉部を設けて、ここに、更に薄肉の環状凹溝（破断用凹溝）を二つ、間隔をあけて二重として設け、円形の内側の環状凹溝をより薄肉としている。そして、外側の環状凹溝を高圧用安全弁とし、円形の内側の環状凹溝を低圧用安全弁として形成している。そして、前記電池ケース内部の圧力変化に応じて、前記第１の薄肉部と第２の薄肉部の少なくとも一方を開裂させて内部気体を外部に放出するように構成している。ここで、高圧用安全弁は、円環状の薄肉平坦部（第１の薄肉部）と、この薄肉平坦部に囲まれた第１領域とをプレス加工により形成している。一方、低圧用安全弁は蓋の前記第１領域内に有底穴を切削加工あるいはプレス加工することにより形成している。

【0006】

ここで、蓋体などの薄板材の一部を防爆弁として溝状に薄肉加工する方法としては、特許文献１、２には貫通孔を形成した板材と別の板材とを貼り合わせる方法が、特許文献３にはダイとポンチを用いた冷間鍛造による方法が、特許文献４〜７にはプレス加工による方法がそれぞれ開示されている。

【0007】

前記薄肉部の形状としては、平面視で、特許文献２、５は１本の直線、特許文献１、４、６は十字型等の１点以上で交差する複数の直線からなり、特許文献３、７、８は環状と、様々な形状が開示されている。

【0008】

これら薄肉部を設ける部位として、特許文献１、２、８は蓋（封口板）に、特許文献４、５は本体広面、特許文献６は本体広面または本体狭面としている。また、特許文献９では、小さな負荷では広面である正背面と比較して変形を生じにくい電池ケース本体の幅狭面である側面に防爆弁を設けている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平５−３１４９５９号公報

【特許文献2】特開２００２−８３５７８号公報

【特許文献3】特開２００５−２５１４４７号公報

【特許文献4】特開２００１−３５４６７号公報

【特許文献5】特開２００１−３４５０８３号公報

【特許文献6】特開２００１−１４３６６４号公報

【特許文献7】特開平１１−２０４０９３号公報

【特許文献8】特開２００３−２９７３２３号公報

【特許文献9】特開２００９−４２７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

電池ケースが破裂する前に、防爆弁である破断用凹溝を確実に開裂させるためには、この数十μｍから数百μｍ単位となるごく薄い厚さ（板厚、肉厚）を有する、破断用凹溝や蓋の薄肉部の残厚の精度や形状精度の確保が必須である。これに対して、前記従来技術における、冷間鍛造あるいは切削加工、プレス加工などでは、前記ミクロな厚さ（肉厚）を有する、特に前記破断用凹溝の残厚の精度や形状精度の確保が困難である。

【0011】

これに対して、公知のコイニング加工は、元の素材板から蓋をプレス加工により製作する一環として、前記ごく薄い厚さを有する破断用凹溝や蓋の薄肉部を、残厚の精度や形状精度良く、効率良く加工することができる。

【0012】

図６に示すように、コイニング加工は、基台（剛体）１３上に蓋２０（板材）を固定し、上部から突起（凸条、刃物状）２３を設けた金型２２を蓋２０に押し付け加圧して、前記金型２２の突起２３により、防爆弁として機能する破断用凹溝２１を薄肉部３に刻印加工する。このようなコイニング加工は、前記冷間鍛造あるいは切削加工に比して効率的であり、前記蓋２０の薄肉部３や破断用凹溝２１の残厚の精度や形状精度の確保が図れる。

【0013】

ただ、これは剛性が高い前記ＳＵＳ等の鉄合金や鋼について言えることであって、軟質で、かつ弾性係数が低い特性を有するアルミニウム合金板では、これを素材とする蓋では、前記コイニング加工によっても、特に前記破断用凹溝２１の残厚の精度や形状精度の確保が困難となる。

【0014】

より具体的に、蓋２０のアルミニウム合金板（板材）の前記薄肉部３に、前記破断用凹溝２１をコイニング加工した場合、形成する前記破断用凹溝２１の裏側（破断用凹溝加工の底側）に、矢印で示す「くびれ（へこみ）」が発生しやすくなる。このくびれは、破断用凹溝２１の延在方向に部分的あるいは局部的に発生するため、発生の程度や発生部位によって、破断用凹溝２１の肉厚（板厚）が部分的に薄くなり，防爆弁の作動圧が安定せず、破裂する前に確実に開裂するような防爆機構とならない場合が生じる。

【0015】

このようなくびれは、前記金型でコイニング加工するときの、前記突起の下降（押し付け）にて左右に押し分けられるアルミニウム合金材料の移動（左方向の矢印で示す）の仕方が、蓋２０のアルミニウム合金板薄肉部３の矢印で示す「たわみ」によって不均一になるために生じる。この傾向は、素材がアルミニウム合金板である場合の顕著な特徴であって、剛性が高い前記ＳＵＳ等の鉄合金製や鋼製の蓋では、肉厚（板厚）が同様に薄くても発生しにくい。

【0016】

また、アルミニウム合金板は軟質であるので、これを素材とする蓋では、蓋本体の他の部分を極端に変形させずに、前記薄肉部や破断用凹溝を破断させるためには、前記薄肉部や破断用凹溝の板厚を一層薄くする必要がある。例えば、実際に前記薄肉部の板厚は１００μｍ、破断用凹溝の板厚は３０μｍ程度と極薄となる。このため、この破断用凹溝を前記金型でコイニング加工するときの、蓋のアルミニウム合金板のたわみの不均一性の発生や、形成する前記破断用凹溝加工部の底の前記くびれの発生はより激しくなる。

【0017】

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、薄肉なアルミニウム合金製蓋であっても、前記コイニング加工によって前記破断用凹溝を精度よく加工することができ、破裂する前に、設定どおりの作動圧力で確実に開裂する防爆機構を備える電池ケースの蓋の防爆弁の形成方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0019】

上記目的達成のために、本発明の電池ケース蓋の防爆弁の形成方法の要旨は、厚さ０．５〜２ｍｍのアルミニウム合金板からなる前記電池ケース蓋のプレス加工によって、この電池ケース蓋に厚さ５０〜３００μｍの薄肉な平坦状凹部を形成した後、この平坦状凹部に厚さ１０〜１００μｍのより薄肉な破断用凹溝を更にコイニング加工により形成するに際し、この破断用凹溝に対して、この破断用凹溝よりも厚肉だが前記平坦状凹部よりも薄肉な凹溝を、この破断用凹溝に対して互いに間隔をあけて並列させて、この破断用凹溝と同時にコイニング加工により形成することである。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、前記した薄肉なアルミニウム合金製蓋であっても、コイニング加工によって、極薄の破断用凹溝を精度よく加工することができる。この結果、電池ケースが破裂する前に、電池ケースの蓋の防爆弁を確実に開裂することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明電池ケース蓋の一態様を斜視図と断面図とで示す説明図である。

【図2】本発明電池ケース蓋の他の態様を斜視図と断面図とで示す説明図である。

【図3】本発明電池ケース蓋の一態様を平面図と側面図とで示す説明図である。

【図4】図３の○で囲んだＡを拡大して断面図で示す説明図である。

【図5】本発明電池ケース蓋のコイニング加工を示す断面図である。

【図6】従来の電池ケース蓋のコイニング加工を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0023】

図１、２に、本発明電池ケース蓋の各実施形態を、上側に全体斜視図、下側にその一部の断面図とで各々示す。図１、２に示すように、本発明電池ケース蓋１は、一定の板厚を有するアルミニウム合金薄板をプレス加工により成形してなり、全体が平板状の形状を有している。

【0024】

ここで、蓋１の素材であるアルミニウム合金薄板、あるいは成形された本発明電池ケース蓋１の厚さ（板厚）は、前記した携帯電話やノート型パーソナルコンピュータあるいは自動車用等の電源である、リチウムイオン二次電池ケースの蓋として、０．５〜２ｍｍの範囲とする。電池ケース蓋１の厚さが０．５ｍｍ未満では、３０００系、５０００系、６０００系の中でも比較的高強度なアルミニウム合金薄板を蓋の素材として用いたとしても、蓋として要求される剛性や強度が不足する。一方、電池ケース蓋１の厚さが２ｍｍを越えると、電池ケース本体をアルミニウム合金薄板としても、重量が重くなるとともに、厚さが厚くなって、薄肉部や破断用凹溝などの防爆弁の精度の良い加工が難しくなる。また、前記した本発明の課題である、破断用凹溝のコイニング加工の際の、蓋のたわみの不均一性の発生や破断用凹溝底部のくびれの発生などが起きにくく、本発明の適用自体が不要となる。

【0025】

防爆弁：
図１、２において、本発明電池ケース蓋１は、その中央部に防爆弁２を備え、この防爆弁２の構造として、先ず、厚さ５０〜３００μｍの薄肉な平坦状凹部３が設けられている。平坦状凹部３の厚さが５０μｍ未満では、前記比較的高強度なアルミニウム合金薄板を蓋の素材として用いたとしても、蓋として要求される剛性や強度が不足する。一方、平坦状凹部３の厚さが３００μｍを超えると、後に加工される破断用凹溝４の厚さを十分薄くする加工が困難となり、電池ケースの内部圧力上昇に対して、電池ケースの破裂を防ぐため、破裂しない程度の内部圧力で開裂せず、防爆弁の起点となれない。また、前記した蓋の厚みと同じく、本発明の課題である、破断用凹溝のコイニング加工の際の、蓋のたわみの不均一性の発生や破断用凹溝底部のくびれの発生などが起きにくく、本発明の適用自体が不要となる。

【0026】

この平坦状凹部３の平面視での形状は、必ずしも図１、２のような、プレス加工により成形しやすい、楕円状や楕円に類似の円形や多角形な形状にする必要はない。成形が可能であれば、他の平面視形状として、略四角形（略矩形）、真円形、円形に類似の多角形な形状に形成しても良い。また、この平坦状凹部３（防爆弁２）を設ける電池ケース蓋１の位置も、図１のように、その中央部とせずに、電池ケース蓋１の平面形状や面積、あるいは他の部品の取りつけ位置に応じて、端部側とするなど、適宜選択可能である。

【0027】

平坦状凹部３の周縁部は、プレス加工により成形しやすい、元の蓋１の表面に向けて外方に広がる傾斜壁３aとされている。ただ、この壁３aの形状も、垂直や円弧状など、成形しやすい形状が適宜選択できる。

【0028】

破断用凹溝（主スコア）：
次に、図１、２では、この平坦状凹部３に、より薄肉な破断用凹溝（主スコア）４が前記コイニング加工により設けられている。この破断用凹溝４は、防爆弁としての主要な機能（起点）を果たす。すなわち、二次電池の外装である電池ケースの内部圧力上昇に対して、電池ケースの破裂を防ぐため、破裂しない程度の内部圧力で開裂する起点となって、内部圧力を開放する。

【0029】

これら破断用凹溝４の厚さ（加工後の底４ａの残存厚さ、図４のｔ３）は、１０〜１００μｍの範囲とする。破断用凹溝４の厚さが１０μｍ未満では、前記比較的高強度なアルミニウム合金薄板を蓋の素材として用いたとしても、蓋として要求される剛性や強度が不足する。一方、破断用凹溝４の厚さが１００μｍを越えると、電池ケースの内部圧力上昇に対して、電池ケースの破裂を防ぐため、破裂しない程度の内部圧力で開裂せず、防爆弁の起点となれない。

【0030】

ここで、破断用凹溝４の平面視での形状は、図１では、平面視で楕円形の平坦状凹部３の形状に沿うかたちで、楕円形の環状に形成している。これに対して、図２の態様では、平面視で楕円形の平坦状凹部３の長さが最も長い中央部に沿うかたちで、直線状に形成している。このように、真円状、楕円状などの環状にするか、直線状あるいは曲線状にするか、また、破断用凹溝４を連続させるか、断続的に設けるかなどは、コイニング加工により形成が可能であれば、適宜選択できる。なお、破断用凹溝４は、本発明の課題のようにコイニング加工による形成が難しいため、互いに並列させて２本以上（複数本）設ける必要はなく、基本的に１本のみで良い。この破断用凹溝４を設ける平坦状凹部３内の位置は、図１のように、その中央部や長手方向に亘って延在するようにせずに、平坦状凹部３の平面形状や面積、あるいは取りつけ位置に応じて、適宜選択可能である。

【0031】

図１、２では、この破断用凹溝４の断面が、この破断用凹溝４の肉厚を規定している平坦状底部４ａと、この底部４ａより平坦状凹部３の表面まで立ち上がる底部両側の傾斜両側壁４ｂ、４ｃとで形成される略くさび型（逆台形型）の断面形状をしている。このような略くさび型形状は、コイニング加工により形成しやすいが、成形が可能であれば、半円形、矩形などの、通常、凹溝の断面形状として公知な他の断面形状としても良い。

【0032】

成形補助用凹溝（副スコア）：
図１、２において、この破断用凹溝４に対して、この破断用凹溝４よりも厚肉だが、前記平坦状凹部３よりも薄肉な凹溝（副スコア）５が、破断用凹溝４の形成用凹溝として、破断用凹溝４に対して互いに間隔をあけて並列して、前記コイニング加工により設けられている。

【0033】

この凹溝５は、破断用凹溝４をコイニング加工により形成（成形）する際の、成形を補助する役割を果たす。すなわち、この破断用凹溝と同時にコイニング加工により形成され、平坦状凹部３に、破断用凹溝４をコイニング加工する際に、形成する破断用凹溝４の裏側（破断用凹溝加工の底側）に、前記図６で示す「くびれ（へこみ）」が発生するのを防止する。

【0034】

電池ケース蓋の防爆弁の形成方法：
この凹溝５の機能を説明するために、先ず、図５を用いて、前記図１のタイプの環状の破断用凹溝４のコイニング加工方法、すなわち、本発明における電池ケース蓋の防爆弁の形成方法を説明する。

【0035】

図５に断面図で示すコイニング加工装置において、先ず、蓋１の平坦状凹部３は、平板である素材アルミニウム合金板を、突起１１、１２を有さず、アルミニウム合金板と接触する底面側が平坦である金型１０（図示しない）によってコイニング加工により形成する。すなわち、蓋１を下方側から基台（剛体）１３で支持した上で、前記底面側が平坦である金型１０を蓋１の上方から下降あるいは基台１３を上昇させて、前記金型１０を蓋１表面に押圧し、平坦状凹部３を形成する。

【0036】

これに次いで、蓋１の平坦状凹部３に、破断用凹溝４と成形補助用の凹溝５とを図５に示すコイニング加工装置にて形成する。図５おいて、蓋１の平坦状凹部３の上部に配置された金型１０には、平坦状凹部３と接触する底面側に、突起１１、１２が設けられている。この突起１１、１２は、平坦状凹部３側に点線で示す、形成したい環状の破断用凹溝４と、平坦状凹部３の幅方向の内側に配置された環状の凹溝５との形状、間隔、形成位置とに対応した形状、間隔、位置をしている。そして、平坦状凹部３上で環状（楕円状）に延在する破断用凹溝４と凹溝５に対応して、金型底面上に環状（楕円状）に延在するように設けられている。

【0037】

なお、突起１１、１２は、当然ながら形成したい凹溝の断面形状や長手方向の形状に対応させるものであり、前記図２のタイプの直線状の破断用凹溝４、５をコイニング加工する場合には、突起１１、１２も、これに応じて直線状となる。ちなみに、環状の凹溝５の形成用の突起１２の存在を除けば、前記図６の従来公知の破断用凹溝４のコイニング加工方法と、装置的にも操作的にも同じである。

【0038】

凹溝形成用の突起１１は平坦状凹部の幅方向の外側の破断用凹溝４の形成（刻印、圧刻）用として、厚さ１０〜１００μｍの肉厚である破断用凹溝に対応した高さを有し、断面形状が前記くさび型形状とをしている。また、凹溝形成用の突起１２は平坦状凹部の幅方向の内側の凹溝５の形成（刻印、圧刻）用として、前記破断用凹溝４よりも厚肉だが、前記平坦状凹部３よりも薄肉な凹溝に対応する高さを有し、断面形状が前記くさび型をしている。

【0039】

これら凹溝形成に際しては、蓋１（平坦状凹部３）を下方側からを基台（剛体）１３で支持した上で、金型１０を下降あるいは基台１３を上昇させて、前記金型１０の突起１１、１２を平坦状凹部３表面に押圧していく。そして、破断用凹溝４と互いに間隔をあけて並列した凹溝５とを同時にコイニング加工により形成（刻印、圧刻）していく。

【0040】

成形補助用凹溝５の機能：
破断用凹溝４と互いに間隔をあけて並列した凹溝５とを同時にコイニング加工することによって、コイニング加工時に、前記図６で示した特にたわみやすい平坦状凹部３の幅方向の内側の部分が凹溝５のコイニング加工によって、金型１０（突起１２）と基台１３とで挟持され、拘束されることとなる。これによって、前記平坦状凹部３の「たわみ」が抑制され、金型の突起の下降（押し付け）にて左右に押し分けられるアルミニウム合金材料の移動の仕方が均一化される。これによって、平坦状凹部３や破断用凹溝４の残厚の精度や形状精度の確保が図れる。

【0041】

このような機能を発揮する必須の条件として、先ず、破断用凹溝４に対して、この破断用凹溝４よりも厚肉だが前記平坦状凹部よりも薄肉とする。この破断用凹溝４よりも薄肉であり、破断用凹溝４と互いに間隔をあけて並列した凹溝５とを同時にコイニング加工すると、コイニング加工時に凹溝５の内側の平坦状の凹部３のたわみが生じ，凹溝５の裏側にくびれが生じてしまう。また、凹溝５が破断用凹溝４よりも先に内圧によって破壊されることとなる。そして、前記平坦状凹部と同じ厚さでは、そもそも凹溝５自体が形成できない。

【0042】

また、凹溝５を破断用凹溝４に対して互いに間隔をあけて並列させていないと、破断用凹溝と同時にコイニング加工する際に、凹溝５が、これら凹溝周辺の前記平坦状凹部３を拘束する機能を果たせない。この互いの間隔も、互いに近接させないで離れすぎると、凹溝５がこれら凹溝周辺の平坦状凹部３を拘束する機能が弱くなる。

【0043】

更に、破断用凹溝４と同時に、コイニング加工により凹溝５を形成することをせず、コイニング加工による凹溝５側の形成に、破断用凹溝４の加工開始に対する「時間的な遅れ」が生じるほど、あるいは破断用凹溝４の加工開始前に先に加工してしまうような「時間的なズレ」が大きいほど、凹溝５がこれら凹溝周辺の平坦状凹部３を拘束する機能が弱くなる。

【0044】

本発明において、成形補助用の凹溝５は、このように破断用凹溝４をコイニング加工により形成する際の、成形を補助する機能を果たすべく設けられる。したがって、前記した特許文献８のように、蓋体の一部に平面視で円形の薄肉部を設け、ここに薄肉の環状凹溝（破断用凹溝）を二つ、間隔をあけて並列させて設けて、これらの互いの厚みを変えて、高圧用安全弁と低圧用安全弁とし、防爆弁）としている方式とは次のように区別される。

【0045】

すなわち、特許文献８では、蓋自体や平坦状凹部の厚みも不明であり、これら環状凹溝の肉厚をｄ１、ｄ２として示しているものの、数値の記載がなく、本発明のような薄さであるのか不明である。また、蓋の材質についても記載がなく、本発明のようなアルミニウム合金か不明である。更に、特許文献８では、円形の内側の方の環状凹溝をより薄肉、外側の方の環状凹溝をより厚肉としている点も異なる。これに対して、本発明では、逆に、図１のように、より厚肉な環状凹溝５の方を、破断用環状凹溝４よりも、平面視で平坦状凹部３の幅方向の内側（内方）に形成する。これも凹溝を図１のような環状とする場合に、凹溝５が前記図６で示した特にたわみやすい平坦状凹部３の幅方向の内側の部分を拘束する機能を強めるためである。特許文献８のように、より厚肉な環状凹溝の方を、破断用凹溝４よりも、平面視で平坦状凹部３の外側（外方）に形成した場合には、この機能が弱まってしまい、前記コイニング加工における、平坦状凹部３や破断用凹溝４の残厚の精度や形状精度の確保が図れなくなる。

【0046】

このように、破断用凹溝４と破断用凹溝の形成用凹溝５とを、平面視で、互いに間隔をあけて並列された略環状に各々形成する図１のような場合には、より厚肉な環状凹溝５の方を、より薄肉な破断用環状凹溝４よりも、平面視で平坦状凹部３の幅方向の内側（内方）にコイニング加工により形成する。これは、前記した通り、凹溝５がこれら凹溝周辺の前記平坦状凹部３を拘束する機能を強めるためであり、破断用凹溝の形成用凹溝５の方を、破断用凹溝４よりも、平面視で平坦状凹部３の外側（外方）に形成した場合にはこの機能が弱まる。

【0047】

一方、図２では、破断用凹溝の形成用凹溝５、６を、直線状の破断用凹溝４に対して、その両側に破断用凹溝４を挟む形で２本、コイニング加工により、直線状に互いに間隔をあけて並列して設けている。これも、凹溝５がこれら凹溝周辺の前記平坦状凹部３を拘束する機能を強めるためである。これに対して、破断用凹溝の形成用凹溝５か６のいずれかを、直線状の破断用凹溝４に対して、そのいずれか片側に１本だけ、コイニング加工により、直線状に互いに間隔をあけて並列して設けても良い。このような場合は、直線状の破断用凹溝４に対して、いずれの側にでも、破断用凹溝の形成用凹溝５か６を設けても良い。

【0048】

電池ケース蓋の全体形状：
図３は前記図１のタイプの、実際に設計、製造される本発明電池ケース蓋１の、矩形な平板状の直方体からなる全体形状例を、上側に平面図、下側に側面図で各々示している。

【0049】

電池ケース蓋１の大きさ、形状、面積などは、通常のリチウムイオン二次電池などの仕様（電池ケース本体の仕様）に従う。なお、この電池ケース蓋１が装着される電池ケース本体や、電池ケース蓋１に通常装着されるべき、外部正極、電解液の注入口やカバーなどの他の必要部品の表示も省略している。この図３において、１ａ、１ｂは蓋１の幅方向の両側面、１ｃは底面、１ｄ、１ｄは蓋１の長手方向の両端部である。

【0050】

この図３の電池ケース蓋１における防爆弁構成は前記図１と同じであり、平板状の蓋１の平坦状凹部３の中央部に防爆弁２を備え、この防爆弁２の構造として薄肉な平坦状凹部３が設けられている。そして、この平坦状凹部３により薄肉な破断用環状凹溝４が前記コイニング加工により設けられている。また、成形補助用環状凹溝５の方を、破断用凹溝４よりも、平面視で平坦状凹部３の内側（内方）に、コイニング加工により、平面視で互いに間隔をあけて並列された楕円形状に各々形成している。

【0051】

ここで、図示しない電池ケース本体は、図３の蓋１に対応する形状をしており、通常は、正面および背面が側面および上下面に比べて広面である偏平形の略直方体（箱体）である。材質は鋼製やＳＵＳ製でも良いが、電池ケース蓋１と同じアルミニウム合金板で形成されることが好ましい。また、大きさは通常のリチウムイオン二次電池などの仕様に従うものとする。また、電池ケース本体の板厚は二次電池の仕様や加工方法等によるものであり、特に限定されないが、好ましくは、底面０．５〜１．５ｍｍ、正背面および側面０．５〜１．２ｍｍである。電池ケース本体の成形方法としては、板厚０．５〜１．５ｍｍのアルミニウム合金板を、例えば絞り加工等の公知の方法により成形することが挙げられる。

【0052】

電池ケース蓋や本体電池ケースのアルミニウム合金板としては、純アルミニウムである１０００系合金か、３０００（Ａｌ−Ｍｎ）系合金の中でも高強度なアルミニウム合金が加工性および耐食性の面から好ましい。ただ、使用条件や成形条件によっては、より高強度な５０００系や６０００系アルミニウム合金を用いても良い。また、適度な内部圧力で開裂させ、また成形も可能とするために、その材料強度は０．２％耐力で４０〜１４０ＭＰａの範囲が好ましい。

【0053】

図４は、前記図３の下側の側面図に○印のＡで囲んだ防爆弁２の部分を断面図で拡大して示している。そして、下側に、前記断面図の○印のＢで囲んだ破断用凹溝４と破断用凹溝の形成用凹溝５の部分を断面図で拡大して示している。

【0054】

図４の電池ケース蓋１は、厚さ（板厚）ｔ１が１．１ｍｍ、平坦状凹部３の厚さ（板厚）ｔ２が１１０μｍである。また、破断用凹溝（主スコア）４の厚さである、コイニング加工後の底４ａの残存厚さｔ３が２０μｍ、成形補助用の凹溝５（副スコア）のコイニング加工後の底５ａの残存厚さｔ４が４０μｍである。更に、破断用凹溝（主スコア）４のくさび型断面における平坦な底４ａの横方向の幅ｗ１が５０μｍ、平坦状凹部３側（上側）の横方向の幅ｗ２が１１０μｍである。また、成形補助用の凹溝５（副スコア）のくさび型断面における平坦な底５ａの横方向の幅ｗ３が１０μｍ、平坦状凹部３側（上側）の横方向の幅ｗ４が１００μｍである。

【産業上の利用可能性】

【0055】

以上、本発明は、薄肉なアルミニウム合金製蓋の破断用凹溝を精度よく加工することができ、破裂する前に確実に開裂する防爆機構を備える電池ケースの蓋の防爆弁の形成方法を提供できる。このため、リチウムイオン二次電池などに好適に使用することができる。

【符号の説明】

【0056】

１：電池ケース蓋、２：防爆弁、３：薄肉平坦部、４：破断用凹溝、５、６：成形補助用凹溝、１０：金型、１１、１２：突起、１３：基台

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】