CN110073518B - 二次电池、电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
一种二次电池,具备:电池元件,包括正极、负极以及电解液;收纳部件,收纳该电池元件;以及安全阀机构,安装于该收纳部件。安全阀机构包括:阀部件,包括能够开口的开口阀部;以及开口部件,包括多个开口部和多个突起部,其中,该多个开口部在与开口阀部相对的区域中以该区域的中心为基点呈放射状配置,该多个突起部在该多个开口部的外侧的区域中以上述的中心为基点呈放射状配置并朝着多个开口部突出。开口部的数量和突起部的数量相互相同,并且多个开口部的各个和多个突起部的各个在朝着上述的中心的方向上相互相对。
Description
技术领域
本技术涉及具备安全阀机构的二次电池以及使用该二次电池的电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具及电子设备。
背景技术
便携式电话机和便携式信息终端设备(PDA)等多种电子设备正在广泛普及,要求该电子设备的小型化、轻量化以及长寿命化。因此,作为电源,正在推进电池、特别是小型且轻量、能够获得高能量密度的二次电池的开发。
二次电池的应用并不局限于上述的电子设备,也正在研究向其它用途的应用。其它用途的一例为:可装卸地搭载于电子设备等的电池组、电动汽车等电动车辆、家庭用电力服务器等蓄电系统以及电钻等电动工具。
该二次电池具备正极和负极以及电解液。另外,为了在由于电解液的分解反应等而产生了气体时抑制由该气体引起的不良情况的发生,二次电池具备能够排出气体的安全阀机构。
安全阀机构的构成对二次电池的安全性带来很大的影响,因此关于该安全阀机构的构成,已进行了各种各样的研究。
具体而言,为了排出气体,在安全阀机构的构成部件(安全阀等)上设置有多个通气口(例如,参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-200755号公报
专利文献2:日本特开2009-193862号公报。
发明内容
电子设备等正在日益高性能化和多功能化。因此,电子设备等的使用频率正在增加,并且该电子设备等的使用环境正在扩大。因此,关于二次电池的安全性,尚有改善的余地。
因此,期望提供一种能够提高安全性的二次电池、电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具以及电子设备。
本技术的一实施方式的二次电池具备:电池元件,包括正极、负极以及电解液;收纳部件,收纳该电池元件;以及安全阀机构,安装于该收纳部件。安全阀机构包括阀部件和开口部件,其中,该阀部件包括能够开口的开口阀部,该开口部件包括:多个开口部,在与开口阀部相对的区域中以该区域的中心为基点呈放射状配置;以及多个突起部,在该多个开口部的外侧的区域中以上述的中心为基点呈放射状配置并朝着多个开口部突出。开口部的数量和突起部的数量相互相同,并且多个开口部的各个和多个突起部的各个在朝着上述的中心的方向上相互相对。
本技术的一实施方式的电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具以及电子设备各自具备二次电池,该二次电池具有与上述的本技术的一实施方式的二次电池同样的构成。
根据本技术的一实施方式的二次电池,安全阀机构包括阀部件和开口部件。阀部件包括开口阀部,并且,开口部件包括配置为放射状的多个开口部和在该多个开口部的外侧配置为放射状的多个突起部。开口部的数量和突起部的数量相互相同,并且多个开口部的各个和多个突起部的各个在朝着上述的中心的方向上相互相对。因此,能够提高二次电池的安全性。另外,在本技术的一实施方式的电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具以及电子设备各自中,也能够得到同样的效果。
需要说明的是,在此记载的效果未必进行限制,可以为本技术中记载的任一种效果。
附图说明
图1为示出本技术的一实施方式的二次电池的构成的截面图。
图2为将图1所示的二次电池中的主要部分的构成(安全罩开口前的状态)放大来表示的截面图。
图3为表示图2所示的安全阀机构中的主要部分的构成的立体截面图。
图4为将图1所示的安全阀机构的构成(安全罩开口后的状态)放大来表示的截面图。
图5为表示图4所示的安全阀机构中的主要部分的构成的立体截面图。
图6为表示安全罩的构成(安全罩开口之前的状态)的截面图。
图7为表示图6所示的安全罩的构成的俯视图。
图8为表示安全罩的构成(安全罩开口之后的状态)的截面图。
图9为表示图8所示的安全罩的构成的俯视图。
图10为表示剥离器盘的构成(构成例1)的俯视图。
图11为表示剥离器盘的构成(构成例2)的俯视图。
图12为表示剥离器盘的构成(构成例3)的俯视图。
图13为将图1所示的卷绕电极体的构成中的一部分放大来表示的截面图。
图14为表示比较例的剥离器盘的构成的俯视图。
图15为用于说明关于安全罩的构成(安全罩开口之前的状态)的第一变形例的截面图。
图16为表示图15所示的安全罩的构成的俯视图。
图17为用于说明关于安全罩的构成(安全罩开口之后的状态)的第一变形例的截面图。
图18为表示图17所示的安全罩的构成的俯视图。
图19为用于说明关于安全罩的构成(安全罩开口之前的状态)的第二变形例的截面图。
图20为表示图19所示的安全罩的构成的俯视图。
图21为用于说明关于安全罩的构成(安全罩开口之后的状态)的第二变形例的截面图。
图22为表示图21所示的安全罩的构成的俯视图。
图23为用于说明关于安全罩的构成(安全罩开口之前的状态)的第三变形例的截面图。
图24为表示图23所示的安全罩的构成的俯视图。
图25为用于说明关于安全罩的构成(安全罩开口之后的状态)的第三变形例的截面图。
图26为表示图25所示的安全罩的构成的俯视图。
图27为表示二次电池的应用例(电池组:单电池)的构成的立体图。
图28为表示图27中所示的电池组的构成的框图。
图29为表示二次电池的应用例(电池组:组合电池)的构成的框图。
图30为表示二次电池的应用例(电动车辆)的构成的框图。
图31为表示二次电池的应用例(蓄电系统)的构成的框图。
图32为表示二次电池的应用例(电动工具)的构成的框图。
图33为表示关于剥离器盘的物理耐久性的构成分析模拟的结果的图。
具体实施方式
以下,参照附图来对本技术的一实施方式进行详细说明。需要说明的是,说明的顺序如下所述。
1.二次电池
1-1.锂离子二次电池
1-1-1.整体构成
1-1-2.安全阀机构的构成
1-1-3.安全罩的构成
1-1-4.剥离器盘的构成
1-1-5.卷绕电极体的构成
1-1-6.动作
1-1-7.制造方法
1-1-8.作用及效果
1-2.锂金属二次电池
1-3.变形例
2.二次电池的用途
2-1.电池组(单电池)
2-2.电池组(组合电池)
2-3.电动车辆
2-4.蓄电系统
2-5.电动工具
<1.二次电池>
首先,对本技术的一实施方式的二次电池进行说明。
<1-1.锂离子二次电池>
在此说明的二次电池例如为基于作为电极反应物质的锂的吸留和释放来得到负极的容量的锂离子二次电池。
<1-1-1.整体构成>
首先,对二次电池的整体构成进行说明。
图1表示二次电池的截面构成。如图1所示,该二次电池例如为在电池壳11的内部收纳有卷绕电极体20的圆筒型二次电池。电池壳11为本技术的一实施方式的“收纳部件”,并且卷绕电极体20是本技术的一实施方式的“电池元件”。
更具体而言,圆筒型的二次电池例如在圆柱状的电池壳11的内部收纳有一对绝缘板12、13、热敏电阻(PTC)元件15以及卷绕电极体20。在该电池壳11安装有安全阀机构30,并且该电池壳11例如由电池盖14密闭。
电池壳11具有例如一端部封闭并且另一端部开放的中空构成,并包含例如铁、铝以及它们的合金等金属材料中的任意一种或两种以上。在电池壳11的表面可以镀有例如镍等金属材料中的任意一种或两种以上。一对绝缘板12、13以夹着卷绕电极体20并垂直于该卷绕电极体20的卷绕周面延伸的方式配置。
在电池壳11的开放端部例如隔着垫片16而铆接电池盖14、热敏电阻元件15以及安全阀机构30。电池盖14主要是用于对电池壳11进行密封的部件,例如包含与电池壳11的形成材料同样的材料。热敏电阻元件15包括电阻根据温度的变化而大幅变化的电阻体(热敏电阻)。特别是,为了防止由大电流引起的二次电池的异常发热等,当该二次电池的内部的温度超过规定的温度时,热敏电阻元件15的电阻急剧增加。安全阀机构30经由热敏电阻元件15而与电池盖14电连接。关于安全阀机构30的构成,将在后面说明。垫片16可以包含例如绝缘材料中的任意一种或两种以上,在该垫片16的表面可以涂布有例如沥青等中的任意一种或两种以上。
卷绕电极体20包括正极21和负极22,并包括作为液态电解质的电解液。在该卷绕电极体20中,例如卷绕有隔着隔膜23而层叠的正极21和负极22。电解液可以浸渗在隔膜23中,并且可以浸渗在正极21和负极22各自中。
在卷绕电极体20的中心设置有例如在使正极21、负极22和隔膜23卷绕时产生的空间(卷绕中心空间20C)。在该卷绕中心空间20C中例如插入有中心销24。但是,中心销24也可以不插入到卷绕中心空间20C。
在正极21例如连接有正极引线25,并且在负极22例如连接有负极引线26。正极引线25例如包含铝等导电性材料中的任意一种或两种以上。该正极引线25例如与安全阀机构30连接,因此与电池盖14电连接。负极引线26包含例如镍等导电性材料中的任意一种或两种以上。该负极引线26例如与电池壳11连接,因此与该电池壳11电连接。
<1-1-2.安全阀机构的构成>
接着,对安全阀机构30的构成进行说明。
图2和图4各自将图1所示的二次电池中的主要部分(安全阀机构30及其周边)的截面构成进行了放大。但是,图2示出了安全罩31开口之前的状态,并且图4示出了安全罩31开口之后的状态。
图3表示图2所示的安全阀机构30中的主要部分(安全罩31、盘保持件32、剥离器盘33以及副盘34)的立体截面构成。但是,在图3中,示出了沿着图2所示的A-A线而将安全罩31、盘保持件32、剥离器盘33以及副盘34各个剖开后的状态。
图5表示图4所示的安全阀机构30中的主要部分(安全罩31、盘保持件32、剥离器盘33及副盘34)的立体截面构成,与图3对应。
在图3和图5各自中,为了使安全罩31、盘保持件32、剥离器盘33及副盘34各自的立体截面构成变得易于观察,示出了将它们相互分开后的状态。
安全阀机构30例如如图2和图3所示包括安全罩31、盘保持件32、剥离器盘33以及副盘34。安全罩31为本技术的一实施方式的“阀部件”,并且剥离器盘33为本技术的一实施方式的“开口部件”。
例如从离卷绕电极体20远的一侧(靠近电池盖14的侧)起依次配置安全罩31、盘保持件32、剥离器盘33和副盘34。
[安全罩]
安全罩31主要是能够根据电池壳11的内压上升等而局部开口的部件。电池壳11的内压例如因电解液的分解反应等副反应而上升。即,当发生电解液的分解反应等副反应时,在电池壳11的内部产生二氧化碳等气体,因此电池壳11的内压随着该气体的产生量的增加而上升。
安全罩31的平面形状没有特别限定,例如,如图2和图3所示为大致圆形等。该“大致圆形”意味着正圆、椭圆以及其它类似于圆的形状等。
安全罩31中的中央区域例如朝着盘保持件32凹陷。因此,安全罩31例如包括环状的外周部31X和被该外周部31X包围的中央部31Y。中央部31Y的平面形状没有特别限定,例如为大致圆形等。中央部31Y的表面例如低于外周部31X的表面,因此该中央部31Y例如比外周部31X更接近盘保持件32。
如上所述,中央部31Y具有能够根据电池壳11的内压上升等而开口的开口阀部31R。即,例如当电池壳11的内压上升至一定以上时,设置于中央部31Y的开口阀部31R开裂或被除去,因此如图4以及图5所示在该开口阀部31R开裂或被除去后的部位形成开口部31K。由于该开口阀部31R开口,因此如上所述,安全罩31开口。关于开口阀部31R的构成,将在后面说明(参照图6至图9)。
中央部31Y中的中央区域例如朝着盘保持件32进一步凹陷。因此,在中央部31Y设置有例如朝着盘保持件32局部地突出的突起部31T。
该安全罩31包含例如铝和铝合金等金属材料中的任意一种或两种以上。
安全罩31的尺寸没有特别限定。具体而言,例如,在安全罩31的平面形状为大致圆形并且中央部31Y的平面形状为大致圆形的情况下,该安全罩31的直径为大约12mm至25mm,并且中央部31Y的直径为大约4mm至12mm。
[盘保持件]
盘保持件32主要是通过夹在安全罩31与剥离器盘33之间而使剥离器盘33相对于该安全罩31进行对位的部件。
盘保持件32的平面形状没有特别限定,例如,如图2及图3所示为大致圆形等。
盘保持件32中的中央区域例如朝着剥离器盘33凹陷。因此,盘保持件32例如包括环状的外周部32X和被该外周部32X包围的中央部32Y。中央部32Y的平面形状没有特别限定,例如为大致圆形等。中央部32Y的表面例如低于外周部32X的表面,因此,该中央部32Y例如比外周部32X更接近剥离器盘33。
安全罩31中的中央部31Y例如嵌入到设置于盘保持件32的凹陷部。由此,安全罩31相对于盘保持件32进行对位,并且该安全罩31被固定到盘保持件32。
在中央部32Y,例如在与安全罩31中的中央部31Y(开口阀部31R)对应的部位设置有开口部32K。开口部32K的开口形状没有特别限定,例如为大致圆形等。
该盘保持件32例如包含聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等高分子材料中的任意一种或两种以上。
盘保持件32的尺寸没有特别限定。具体而言,例如在盘保持件32的平面形状为大致圆形并且开口部32K的开口形状为圆形的情况下,盘保持件32的直径为大约9mm至17mm,并且开口部32K的直径为大约7m至12mm。
[剥离器盘]
剥离器盘33为主要用于排出在电池壳11的内部产生的气体的部件。
剥离器盘33的平面形状没有特别限定,例如,如图2和图3所示为大致圆形等。
剥离器盘33中的中央区域例如朝着副盘34凹陷。因此,剥离器盘33例如包括环状的外周部33X和被该外周部33X包围的中央部33Y。中央部33Y的平面形状没有特别限定,例如为大致圆形等。中央部33Y的表面例如低于外周部33X的表面,因此该中央部33Y例如比外周部33X更接近副盘34。
盘保持件32中的中央部32Y例如嵌入到设置于剥离器盘33的凹陷处。由此,将剥离器盘33相对于盘保持件32进行对位,并且该剥离器盘33被固定于盘保持件32。
在中央部33Y中的与开口阀部31R相对的区域设置有多个开口部33K。该多个开口部33K为主要用于将在电池壳11的内部产生的气体排出至外部的通气口。
在外周部33X设置有朝着多个开口部33K突出的多个突起部33T,该多个突起部33T配置在相比于多个开口部33K外侧的区域。该多个突起部33T主要用于使剥离器盘33固定于盘保持件32。在该情况下,例如,如图2和图4所示,由于多个突起部33T被按压到盘保持件32的外侧面,所以该盘保持件32的内侧面被压向安全罩31。由此,在剥离器盘33的一部分(多个突起部33T)与安全罩31之间产生经由盘保持件32的嵌合力,因此利用该嵌合力而将剥离器盘33固定于盘保持件32。
在此,例如在从外周部33X到中央部33Y的范围内,以使该外周部33X的一部分残留的方式部分地去除剥离器盘33。因此,在剥离器盘33被部分地去除后的部位设置有开口部33P,并且由外周部33X的残留部分形成突起部33T。
需要说明的是,在中央部33Y,例如在与安全罩31中的突起部31T对应的部位设置有开口部33C。该突起部31T经由开口部33C突出,从而与副盘34接触。开口部33C的开口形状没有特别限定,例如为大致圆形等。
该剥离器盘33例如包含铝和铝合金等金属材料中的任意一种或两种以上。但是,剥离器盘33的形成材料既可以与安全罩31的形成材料相同,也可以与安全罩31的形成材料不同。
剥离器盘33的尺寸没有特别限定。具体而言,例如,在剥离器盘33的平面形状为大致圆形并且中央部33Y的平面形状为大致圆形的情况下,该剥离器盘33的直径为大约9mm至17mm,并且,中央部33Y的直径为大约8mm至14mm。
关于具有多个突起部33T和多个开口部33K的剥离器盘33的详细构成,将在后面说明(参照图10至图12)。
[副盘]
副盘34主要是通过夹设于安全罩31与正极引线25之间而使安全罩31(突起部31T)与该正极引线25电连接的部件。
副盘34的平面形状没有特别限定,例如,如图2和图3所示为大致圆形等。
该副盘34包含例如铝和铝合金等金属材料中的任意一种或两种以上。但是,副盘34的形成材料既可以与安全罩31的形成材料相同,也可以与安全罩31的形成材料不同。
副盘34的尺寸没有特别限定。具体而言,例如在副盘34的平面形状为大致圆形的情况下,该副盘34的直径为大约5mm至7mm。
<1-1-3.安全罩的构成>
接着,对安全罩31(开口阀部31R)的构成进行说明。
图6和图8各自表示安全罩31的截面构成,并且图7和图9各自表示安全罩31的平面构成。
但是,图6和图7各自示出了安全罩31开口之前的状态,并且在图6中示出了沿着图7所示的B-B线的安全罩31的截面。
另外,图8和图9各自示出了安全罩31开口之后的状态,并且在图8中示出了沿着图9所示的C-C线的安全罩31的截面。
安全罩31例如如图6和图7所示包括外周部31X和设有突起部31T的中央部31Y。在该中央部31Y例如设置有用于划定开口阀部31R的槽31M。即,开口阀部31R例如为中央部31Y中的被槽31M包围的部分。在图7中,在安全罩31上施加有稀疏的网点,并且在槽31M上施加有浓密的网点。
槽31M的平面形状没有特别限定,例如为大致圆形的环状等。槽M的宽度和深度等可任意设定。
当电池壳11的内压上升时,例如中央部31Y沿着槽31M断开,由此中央部31Y中的被槽31M包围的部分被除去,因此开口阀部31R开口。因此,例如,如图8和图9所示形成开口部31K,所以安全罩31开口。开口部31K的开口形状没有特别限定,例如为大致圆形等。
<1-1-4.剥离器盘的构成>
接着,对剥离器盘33的详细构成进行说明。
图10至图12各自表示剥离器盘33的平面形状。在图10至图12各自中,在剥离器盘33的表面施加有网点。
如上所述,剥离器盘33在中央部33Y设有多个开口部33K,并且在该多个开口部33K的外侧设置有多个突起部33T。
多个开口部33K在与设置于安全罩31的开口阀部31R对应的区域中以该区域的中心(剥离器盘33的中心P)为基点呈放射状配置。即,多个开口部33K在沿着剥离器盘33的外缘的方向上隔开规定的间隔(非开口角度θ2)排列。
开口部33K的开口形状没有特别限定,例如为四个角部带有圆角的梯形等。在该梯形中,例如,位于距剥离器盘33的中心P远的侧的上底的长度大于位于靠近中心P的侧的下底的长度。
需要说明的是,多个开口部33K各自的开口形状既可以相互相同,也可以相互不同。当然,多个开口部33K中的一部分的开口形状可以相互相同。在图10至图12中,例如示出了多个开口部33K各自的开口形状相互相同的情况。
非开口角度θ2是为了规定相互相邻的两个开口部33K之间的距离(间隔)而以剥离器盘33的中心P为基点设定的角度。该非开口角度θ2例如能够根据开口部33K的数量等条件来任意设定。
即,正如由图10至图12所显而易见的,当着眼于在多个开口部33K的排列方向上相互相邻的两个开口部33K的情况下,非开口角度θ2是由通过剥离器盘33的中心P并与一方的开口部33K的一端部相切的线段(假想线)和通过剥离器盘33的中心P并与另一方的开口部33K的一端部相切的线段(假想线)规定的角度。非开口角度θ2大这种情况表示相互相邻的两个开口部33K相对地分离,并且非开口角度θ2小这种情况表示相互相邻的两个开口部33K相对较近。
开口部33K的宽度由开口角度θ1表示。该开口角度θ1是为了规定开口部33K的宽度而以剥离器盘33的中心P为基点来设定的角度。开口角度θ1能够根据开口部33K的数量等条件来任意地设定。
即,正如由图10至图12所显而易见的,在着眼于一个开口部33K的情况下,开口角度θ1是由通过剥离器盘33的中心P并与开口部33K的一端部相切的线段(假想线)和通过剥离器盘33的中心P并与开口部33K的另一端部相切的线段(假想线)规定的角度。开口角度θ1大表示开口部33K的宽度相对较大,并且开口角度θ1小表示开口部33K的宽度相对较小。
多个突起部33T与上述的多个开口部33K同样地被配置为以剥离器盘33的中心P为基点而呈放射状。即,多个突起部33T在沿着剥离器盘33的外缘的方向上隔开规定的间隔(非开口角度θ3)排列。
突起部33T的平面形状没有特别限定,例如为矩形等。
需要说明的是,多个突起部33T各自的平面形状既可以相互相同,也可以相互不同。当然,多个突起部33T中的一部分的平面形状也可以相互相同。在图10至图12中,例如示出了多个突起部33T各自的平面形状相互相同的情况。
非开口角度θ3是为了规定相互相邻的两个突起部33T之间的距离(间隔)而以剥离器盘33的中心P为基点来设定的角度。该非开口角度θ3例如能够根据突起部33T的数量等条件来任意地设定。
即,如由图10至图12所显而易见的,当着眼于在多个突起部33T的排列方向上相互相邻的两个突起部33T的情况下,非开口角度θ3是由通过剥离器盘33的中心P并与一方的突起部33T的一端部相切的线段(假想线)和通过剥离器盘33的中心P并与另一方的突起部33T的一端部相切的线段(假想线)规定的角度。非开口角度θ3大这种情况表示相互相邻的两个突起部33T相对分离,并且非开口角度θ3小这种情况表示相互相邻的两个突起部33T相对较近。
在此,开口部33K的数量、突起部的数量以及多个开口部33K与多个突起部33T的位置关系满足下述的两个条件。
第一,开口部33K的数量与突起部33T的数量相互相同。第二,多个开口部33K的各个与多个突起部33T的各个在朝着剥离器盘33的中心P的方向上相互相对。例如,在剥离器盘33的平面形状为大致圆形的情况下,上述的朝着剥离器盘33的中心P的方向是该剥离器盘33的半径方向。
之所以满足上述的两个条件是因为,与不满足这两个条件的情况相比,既确保了剥离器盘33的物理强度,又将在电池壳11的内部产生的气体经由多个开口部33K而充分地排出到外部。由此,即使在电池壳11的内部产生气体,也能够将足够量的气体稳定地排出到该电池壳11的外部。
特别是,在满足了两个条件的情况下,剥离器盘33在与图10至图12各自的纸面正交的方向上的物理强度提高,因此即使从该方向受到外力,剥离器盘33也不易变形和破损。
详细而言,当多个开口部33K的各个与多个突起部33T的各个在朝着中心P的方向上未相互相对的情况下,例如,如后述的图14所示,由于将剥离器盘33中的中心部分(被多个开口部33K包围的部分)与外周部分(外周部33X)相互连接的部分(连接部分)的宽度变窄,因此剥离器盘33对外力的物理强度不足。像这样连接部分的宽度变窄是因为,由于在中央部分与外周部分之间存在有开口部33K,因此该连接部分的有效宽度小于实际的宽度。
与此相对,当多个开口部33K的各个与多个突起部33T的各个在朝着中心P的方向上相互相对的情况下,例如,如图10所示,上述的连接部分的宽度变宽,因此能够确保剥离器盘33对外力的物理强度。像这样连接部分的宽度变宽是因为,在中央部分与外周部分之间不存在开口部33K,因此该连接部分的有效宽度与实际的宽度相等。
由此,在满足了两个条件的情况下,即使作为上述的外力而受到电池壳11的内压,剥离器盘33也不变形和破损而得以维持,因此利用了多个开口部33K的剥离器盘33的排气功能也得以维持。因此,如上所述,在电池壳11的内部产生的气体被充分且稳定地排出到外部。
多个开口部33K的各个与多个突起部33T的各个相互相对意味着下述的位置关系。
正如由图10至图12所显而易见的,在着眼于多个突起部33T中的任意一个突起部33T的情况下,沿着从该突起部33T去往剥离器盘33的中心P的方向而配置有一个开口部33K,因此该突起部33T与开口部33K大致正对。即,各开口部33K在多个开口部33K的排列方向上的中心位置与各突起部33T在多个突起部33T的排列方向上的中心位置在朝着剥离器盘33的中心P的方向上相互大致一致。这些位置关系对于多个开口部33K中的全部以及多个突起部33T中的全部都成立。
换言之,如上所述,多个开口部33K在沿着剥离器盘33的外缘的方向上排列,并且多个突起部33T也同样在沿着剥离器盘33的外缘的方向上排列。因此,关于多个开口部33K的配置的相位与关于多个突起部33T的配置的相位相互大致一致。
所谓上述的“大致正对”,就是关于开口部33K与突起部33T的位置关系,并非仅意图该开口部33K与突起部33T完全(严格)正对,而是意图允许在该正对关系中含有剥离器盘33的制造上的误差的可能性。即,意图开口部33K和突起部33T相互正对来制造剥离器盘33的结果是,由于制造上的误差,因此开口部33K的中心位置与突起部33T的中心位置可以错开一点。
关于“大致正对”所说明的内容对于上述的“大致一致”也一样。即,意图关于多个开口部33K的配置的相位和关于多个突起部33T的配置的相位相互一致来制造剥离器盘33的结果是,由于制造上的误差,因此关于多个开口部33K的配置的相位和关于多个突起部33T的配置的相位可以错开一点。
只要满足了上述的两个条件,则开口部33K的数量和突起部33T的数量就没有特别限定。即,开口部33K的数量既可以仅为一个,也可以为两个以上。同样地,突起部33T的数量既可以仅为一个,也可以为两个以上。
其中,优选,例如如图10至图12所示,开口部33K的数量为6个至8个,并且优选突起部33T的数量为6个至8个。这是因为,开口部33K的数量与突起部33T的数量的关系被合理化,因此既确保利用了多个开口部33K的气体放出效率,又进一步提高了剥离器盘33的物理强度。
详细而言,若多个开口部33K的数量少于6个,则由于在以下说明的理由,存在剥离器盘33的物理强度下降的可能性。
正如由图10至图12所显而易见的,当将后述的开口率设为恒定时,开口部33K的宽度(开口角度θ1)处于随着该开口部33K的数量减少而变大的倾向。在这样的状况下,如图10所示,当朝向中心P的外力F经由任意的突起部33T以及与该突起部33T相对的开口部33K而被供给到剥离器盘33时,由于该外力F而存在剥离器盘33变形和破损的可能性。
在该情况下,若开口部33K的数量少于6个,则该开口部33K的宽度(开口角度θ1)变得过大,因此,由于外力F,剥离器盘33易于显著挠曲。因此,根据外力F的大小,存在剥离器盘33变形的可能性,并且也存在该剥离器盘33破损的可能性。
与此相对,若多个开口部33K的个数为6个以上,则该开口部33K的宽度(开口角度θ1)适度地变小,因此即使供给外力F,剥离器盘33也不易挠曲。因此,剥离器盘33不易变形,并且该剥离器盘33不易破损。
另外,若开口部33K的数量多于8个,则正如由上述的开口部33K的数量与宽度(开口角度θ1)的关系所显而易见的,由于该开口部33K的数量变得过多,因此该开口部33K的宽度显著变窄。在该情况下,在电池壳11的内部产生的气体难以经由多个开口部33K而排出至外部,因此存在利用了该多个开口部33K的气体放出效率下降的可能性。
与此相对,若多个开口部33K的数量为8个以下,则由于该多个开口部33K的数量适度地变少,因此该开口部33K的宽度充分地变宽。由此,在电池壳11的内部产生的气体容易经由多个开口部33K而排出至外部,因此利用了该多个开口部33K的气体放出效率提高。
在图10中示出了开口部33K的数量为6个并且突起部33T的数量为6个的情况。在图11中示出了开口部33K的数量为7个并且突起部33T的数量为7个的情况。在图12中示出了开口部33K的数量为8个并且突起部33T的数量为8个的情况。
另外,只要满足了上述的两个条件,则由开口阀部31R和多个开口部33K规定的开口率就没有特别限定。
该开口率通过下述的式(1)算出。P1换言之是多个开口部33K的总开口面积,并且P2换言之是开口部31K的开口面积。例如,在开口部31K的开口形状为大致圆形(直径D)的情况下,根据开口面积=(D/2)2×π来算出该开口部31K的开口面积。即,开口率为多个开口部33K的总开口面积相对于开口部31K的面积所占的比例(百分率)。
开口率(%)=(P1/P2)×100……(1)
(P1为各开口部的开口面积的总和。P2为开口阀部的面积。)
其中,开口率优选为20%至60%。这是因为,由于开口阀部31R的面积(开口部31K的开口面积)与各开口部33K的开口面积的总和(多个开口部33K的总开口面积)的关系被合理化,因此利用了多个开口部33K的气体放出效率进一步提高。
<1-1-5.卷绕电极体的构成>
接着,对卷绕电极体20的构成进行说明。
图13将图1所示的卷绕电极体20的截面构成的一部分进行了放大。如上所述,该卷绕电极体20包括正极21、负极22以及电解液。
[正极]
正极21例如如图13所示包括正极集电体21A和设置于该正极集电体21A的两个面上的正极活性物质层21B。但是,正极活性物质层21B也可以仅设置于正极集电体21A的单面。
正极集电体21A例如包含导电性材料中的任意一种或两种以上。导电性材料的种类没有特别限定,例如为铝、镍以及不锈钢等金属材料。该正极集电体21A既可以为单层,也可以为多层。
正极活性物质层21B包含能够吸留和释放锂的正极材料中的任意一种或两种以上作为正极活性物质。但是,正极活性物质层21B可以还包含正极粘结剂和正极导电剂等其它材料中的任意一种或两种以上。
正极材料优选为含锂化合物,更具体而言,优选为含锂复合氧化物和含锂磷酸化合物中的任意一者或两者。这是因为,能够得到高能量密度。
含锂复合氧化物为含有锂和一种或两种以上的其它元素(除锂以外的元素)作为构成元素的氧化物,具有例如层状岩盐型和尖晶石型等中的任意一种晶体结构。含锂磷酸化合物是含有锂和一种或两种以上的其它元素作为构成元素的磷酸化合物,具有例如橄榄石型等晶体结构。
其它元素的种类只要为任意元素中的任一种或两种以上则就没有特别限定。其中,其它元素优选为属于长周期型元素周期表中的第2族至15族的元素中的任意一种或两种以上。更具体而言,其它元素更优选包含镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)和铁(Fe)中的任意一种或两种以上的金属元素。这是因为,能够得到高电压。
具有层状岩盐型晶体结构的含锂复合氧化物例如为由下述式(21)至式(23)各自表示的化合物等。
LiaMn(1-b-c)NibM11cO(2-d)Fe……(21)
(M11是钴(Co)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)和钨(W)中的至少一种。a至e满足0.8≤a≤1.2、0<b<0.5、0≤c≤0.5、(b+c)<1、-0.1≤d≤0.2以及0≤e≤0.1。但是,锂的组成根据充放电状态而异,a是完全放电状态的值。)
LiaNi(1-b)M12bO(2-c)Fd……(22)
(M12是钴(Co)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)和钨(W)中的至少一种。a至d满足0.8≤a≤1.2、0.005≤b≤0.5、-0.1≤c≤0.2以及0≤d≤0.1。但是,锂的组成根据充放电状态而异,a是完全放电状态的值。)
LiaCo(1-b)M13bO(2-c)Fd……(23)
(M13为镍(Ni)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)和钨(W)中的至少一种。a至d满足0.8≤a≤1.2、0≤b<0.5、-0.1≤c≤0.2以及0≤d≤0.1。但是,锂的组成根据充放电状态而异,a是完全放电状态的值。)
具有层状岩盐型晶体结构的含锂复合氧化物的具体实例为LiNiO2、LiCoO2、LiCo0.98Al0.01Mg0.01O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.8 Co0.15Al0.05O2、LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2、Li1.2Mn0.52Co0.175Ni0.1O2以及Li1.15(Mn0.65Ni0.22Co0.13)O2等。
需要说明的是,在具有层状岩盐型晶体结构的含锂复合氧化物含有镍、钴、锰以及铝作为构成元素的情况下,该镍的原子比率优选为50原子%以上。这是因为,能够得到高能量密度。
具有尖晶石型晶体结构的含锂复合氧化物例如为由下述式(24)表示的化合物等。
LiaMn(2-b)M14bOcFd……(24)
(M14是钴(Co)、镍(Ni)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)和钨(W)中的至少一种。a至d满足0.9≤a≤1.1、0≤b≤0.6、3.7≤c≤4.1以及0≤d≤0.1。但是,锂的组成根据充放电状态而异,a是完全放电状态的值。)
具有尖晶石型晶体结构的含锂复合氧化物的具体实例为LiMn2O4等。
具有橄榄石型晶体结构的含锂磷酸化合物例如为由下述式(25)表示的化合物等。
LiaM15PO4……(25)
(M15是钴(Co)、锰(Mn)、铁(Fe)、镍(Ni)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铌(Nb)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、钙(Ca)、锶(Sr)、钨(W)以及锆(Zr)中的至少一种。a满足0.9≤a≤1.1。但是,锂的组成根据充放电状态而异,a是完全放电状态的值。)
具有橄榄石型晶体结构的含锂磷酸化合物的具体实例为LiFePO4、LiMnPO4、LiFe0.5Mn0.5PO4以及LiFe0.3Mn0.7PO4等。
需要说明的是,含锂复合氧化物也可以为由下述式(26)表示的化合物等。
(Li2MnO3)x(LiMnO2)1-x……(26)
(x满足0≤x≤1。但是,锂的组成根据充放电状态而异,x是完全放电状态的值。)
除此以外,正极材料也可以为例如氧化物、二硫化物、硫族化物以及导电性高分子等中的任意一种或两种以上。氧化物例如是氧化钛、氧化钒以及二氧化锰等。二硫化物例如是二硫化钛和硫化钼等。硫族化物例如是硒化铌等。导电性高分子例如是硫黄、聚苯胺以及聚噻吩等。但是,正极材料也可以是上述以外的其它材料。
正极粘结剂例如包含合成橡胶以及高分子化合物等中的任意一种或两种以上。合成橡胶例如是丁苯系橡胶、氟系橡胶以及三元乙丙橡胶等。高分子化合物例如是聚偏二氟乙烯和聚酰亚胺等。
正极导电剂例如包含碳材料等中的任意一种或两种以上。该碳材料例如是石墨、炭黑、乙炔黑以及科琴黑等。但是,正极导电剂只要是具有导电性的材料,则也可以是金属材料和导电性高分子等。
[负极]
例如,如图13所示,负极22包括负极集电体22A和设置于该负极集电体22A的两个面上的负极活性物质层22B。但是,负极活性物质层22B也可以仅设置于负极集电体22A的单面。
负极集电体22A例如包含导电性材料中的任意一种或两种以上。导电性材料的种类没有特别限定,例如是铜、铝、镍以及不锈钢等金属材料。该负极集电体22A既可以为单层,也可以为多层。
负极集电体22A的表面优选进行了粗糙化。这是因为,利用所谓的锚固效应,提高负极活性物质层22B对负极集电体22A的紧贴性。在该情况下,只要在至少与负极活性物质层22B相对的区域中将负极集电体22A的表面进行了粗糙化即可。粗糙化的方法例如为使用电解处理来形成微粒的方法等。在电解处理中,在电解槽中利用电解法在负极集电体22A的表面上形成微粒,因此在该负极集电体22A的表面上设置凹凸。利用电解法制作出的铜箔一般称为电解铜箔。
负极活性物质层22B含有能够吸留和释放锂的负极材料中的任意一种或两种以上作为负极活性物质。但是,负极活性物质层22B可以还含有负极粘结剂以及负极导电剂等其它材料中的任意一种或两种以上。
为了防止在充电过程中意外地在负极22上析出锂金属,优选负极材料的可充电的容量大于正极21的放电容量。即,优选能够吸留和释放锂的负极材料的电化学当量大于正极21的电化学当量。
负极材料例如为碳材料中的任意一种或两种以上。这是因为,锂的吸留和释放时的晶体结构的变化非常小,因此能够稳定地得到高能量密度。另外,这是因为,碳材料也作为负极导电剂而起作用,因此负极活性物质层22B的导电性提高。
碳材料例如为易石墨化碳、难石墨化碳以及石墨等。但是,难石墨化碳的(002)面的面间距优选为0.37nm以上,并且石墨的(002)面的面间距优选为0.34nm以下。更具体而言,碳材料例如为热解碳类、焦炭类、玻碳纤维、有机高分子化合物煅烧产物、活性炭和炭黑类等。该焦炭类包含沥青焦、针状焦和石油焦等。有机高分子化合物煅烧产物为对酚醛树脂和呋喃树脂等高分子化合物在适当的温度下进行煅烧(碳化)而得到的物质。除此以外,碳材料可以为在约1000℃以下的温度下进行了热处理的低结晶性碳,也可以为非晶碳。需要说明的是,碳材料的形状可以为纤维状、球形、粒状和鳞片状中的任一种。
另外,负极材料例如为含有金属元素和半金属元素中的任意一种或两种以上作为构成元素的材料(金属类材料)。这是因为,能够得到高能量密度。
金属类材料可以为单质、合金和化合物中的任一种,也可以为它们中的两种以上,还可以为至少一部分具有它们中的一种或两种以上的相的材料。但是,在合金中,除了由两种以上金属元素形成的材料以外,还包括含有一种以上金属元素和一种以上半金属元素的材料。另外,合金也可以含有非金属元素。该金属类材料的组织例如为固溶体、共晶(共熔混合物)、金属间化合物以及它们中的两种以上的共存物等。
上述的金属元素和半金属元素例如为能够与锂形成合金的金属元素和半金属元素中的任意一种或两种以上。具体而言,例如为镁(Mg)、硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌、铪(Hf)、锆、钇(Y)、钯(Pd)和铂(Pt)等。
其中,优选硅和锡中的一者或两者。这是因为,吸留和释放锂的能力优异,因此能够得到显著高的能量密度。
含有硅和锡中的一者或两者作为构成元素的材料可以为硅的单质、合金和化合物中的任一种,也可以为锡的单质、合金和化合物中的任一种,也可以为它们中的两种以上,还可以为至少一部分具有它们中的一种或两种以上的相的材料。在此说明的单质只不过是指一般意义上的单质(可以含有微量的杂质),不一定是指纯度为100%。
硅的合金例如含有锡、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑和铬等中的任意一种或两种以上作为除硅以外的构成元素。硅化合物例如含有碳和氧等中的任意一种或两种以上作为除硅以外的构成元素。需要说明的是,硅化合物例如可以含有关于硅合金所说明的一系列元素中的任意一种或两种以上作为除硅以外的构成元素。
硅的合金和硅的化合物各自的具体实例为SiB4、SiB6、Mg2Si、Ni2Si、TiSi2、MoSi2、CoSi2、NiSi2、CaSi2、CrSi2、Cu5Si、FeSi2、MnSi2、NbSi2、TaSi2、VSi2、WSi2、ZnSi2、SiC、Si3N4、Si2N2O、SiOv(0<v≤2)以及LiSiO等。需要说明的是,SiOv中的v可以为0.2<v<1.4。
锡的合金例如含有硅、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑和铬等中的任意一种或两种以上作为除锡以外的构成元素。锡的化合物例如含有碳和氧等中的任意一种或两种以上作为除锡以外的构成元素。需要说明的是,锡的化合物例如可以含有关于锡的合金所说明的一系列元素中的任意一种或两种以上作为除锡以外的构成元素。
锡的合金和锡的化合物的具体实例为SnOw(0<w≤2)、SnSiO3、LiSnO以及Mg2Sn等。
特别是,含有锡作为构成元素的材料优选为例如含有作为第1构成元素的锡以及第二构成元素和第三构成元素的材料(含Sn材料)。第2构成元素包含例如钴、铁、镁、钛、钒、铬、锰、镍、铜、锌、镓、锆、铌、钼、银、铟、铯(Ce)、铪(Hf)、钽、钨、铋和硅等中的任意一种或两种以上。第三构成元素包含例如硼、碳、铝和磷等中的任意一种或两种以上。这是因为,通过含Sn材料含有第二构成元素和第三构成元素,能够得到高电池容量和优异的循环特性等。
其中,含Sn材料优选为含有锡、钴和碳作为构成元素的材料(含SnCoC材料)。该含SnCoC材料中,例如碳的含量为9.9质量%~29.7质量%,锡和钴的含量比例(Co/(Sn+Co))为20质量%~70质量%。这是因为,能够得到高能量密度。
含SnCoC材料具有含有锡、钴和碳的相,该相优选为低结晶性或非晶质。该相为能够与锂反应的反应相,因此,通过存在该反应相,能够得到更优异的特性。在使用CuKα射线作为特定的X射线并且将扫描速度设定为1°/min的情况下,该反应相的通过X射线衍射而得到的衍射峰的半峰宽(衍射角2θ)优选为1°以上。这是因为,能够更顺利地吸留和释放锂,并且与电解液的反应性降低。需要说明的是,含SnCoC材料中,除了低结晶性或非晶质的相以外,有时还含有包含各构成元素的单质或各构成元素的一部分的相。
如果比较与锂的电化学反应前后的X射线衍射图,则能够容易判断通过X射线衍射而得到的衍射峰是否对应于能够与锂反应的反应相。例如,如果在与锂的电化学反应前后衍射峰的位置变化,则就对应于能够与锂反应的反应相。在该情况下,例如在2θ=20°~50°之间观察到低结晶性或非晶质的反应相的衍射峰。这样的反应相例如含有上述的各构成元素,认为主要是由于碳的存在而发生了低结晶化或非晶化。
含SnCoC材料中,优选作为构成元素的碳中的至少一部分与作为其它构成元素的金属元素或半金属元素进行了键合。这是因为,能够抑制锡等的凝聚或结晶化。关于元素的键合状态,例如能够使用X射线光电子能谱法(XPS)进行确认。对于市售的装置而言,例如使用作为软X射线的Al-Kα射线或Mg-Kα射线等。在碳中的至少一部分与金属元素或半金属元素等进行了键合的情况下,碳的1s轨道(C1s)的合成波的峰出现在比284.5eV低的区域。需要说明的是,以在84.0eV处得到金原子的4f轨道(Au4f)的峰的方式进行了能量校准。此时,通常在物质表面存在有表面污染碳,因此将该表面污染碳的C1s的峰设为284.8eV,将该峰作为能量基准。在XPS测定中,以包含表面污染碳的峰和含SnCoC材料中的碳的峰的形式得到C1s的峰的波形。因此,例如,通过使用市售的软件进行分析而将两者的峰分离。在波形的分析中,将在最低结合能侧存在的主峰的位置作为能量基准(284.8eV)。
该含SnCoC材料不局限于构成元素仅为锡、钴和碳的材料(SnCoC)。该含SnCoC材料中,例如,除了锡、钴和碳以外,还可以含有硅、铁、镍、铬、铟、铌、锗、钛、钼、铝、磷、镓和铋等中的任意一种或两种以上作为构成元素。
除了含SnCoC材料以外,还优选含有锡、钴、铁和碳作为构成元素的材料(含SnCoFeC材料)。该含SnCoFeC材料的组成是任意的。若列举一例,在将铁的含量设定得少的情况下,碳的含量为9.9质量%~29.7质量%,铁的含量为0.3质量%~5.9质量%,锡和钴的含量比例(Co/(Sn+Co))为30质量%~70质量%。另外,在将铁的含量设定得多的情况下,碳的含量为11.9质量%~29.7质量%、锡、钴和铁的含量比例((Co+Fe)/(Sn+Co+Fe))为26.4质量%~48.5质量%,钴和铁的含量比例(Co/(Co+Fe))为9.9质量%~79.5质量%。这是因为,在这样的组成范围内,能够得到高能量密度。需要说明的是,含SnCoFeC材料的物性(半峰宽等)与上述的含SnCoC材料的物性同样。
除此以外,负极材料例如可以为金属氧化物和高分子化合物等中的任意一种或两种以上。金属氧化物例如为氧化铁、氧化钌和氧化钼等。高分子化合物例如为聚乙炔、聚苯胺和聚吡咯等。
其中,由于以下的理由,负极材料优选包含碳材料和金属类材料两者。
金属类材料、特别是含有硅和锡中的一者或两者作为构成元素的材料具有理论容量高的优点,但另一方面具有在充放电时易于剧烈膨胀收缩的担心。另一方面,碳材料具有理论容量低的担心,但另一方面具有在充放电时不容易膨胀收缩的优点。因此,通过使用碳材料和金属类材料两者,能够在得到高理论容量(换言之,电池容量)的同时抑制充放电时的膨胀收缩。
负极活性物质层22B利用例如涂布法、气相法、液相法、熔射法和烧制法(烧结法)等中的任意一种或两种以上的方法来形成。涂布法例如为如下方法:将粒子(粉末)状的负极活性物质与负极粘结剂等混合,然后使该混合物分散在有机溶剂等中后涂布在负极集电体22A上。气相法例如为物理沉积法和化学沉积法等。更具体而言,例如为真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、激光烧蚀法、热化学气相沉积、化学气相沉积(CVD)法和等离子体化学气相沉积法等。液相法例如为电镀法和化学镀法等。熔射法为将熔融状态或半熔融状态的负极活性物质喷涂到负极集电体22A上的方法。烧制法例如为如下方法:利用涂布法将分散在有机溶剂等中的混合物涂布于负极集电体22A上,然后在比负极粘结剂等的熔点高的温度下进行热处理。作为该烧制法,能够使用例如气氛烧制法、反应烧制法和热压烧制法等。
在该二次电池中,如上所述,为了防止在充电过程中意外地在负极22上析出锂,优选能够吸留和释放锂的负极材料的电化学当量大于正极的电化学当量。另外,当完全充电时的开路电压(即,电池电压)为4.25V以上时,与该完全充电时的开路电压为4.20V的情况相比,即使使用相同的正极活性物质,每单位质量的锂释放量也增多,因此与其相应地调节了正极活性物质和负极活性物质的量。由此,能够得到高能量密度。
完全充电时的开路电压没有特别限定,如上所述,优选为4.25V以上。其中,完全充电时的开路电压更优选为4.35V以上。这是因为,即使使完全充电时的开路电压显著提高,也可得到起因于上述的磺酰基化合物(上文未提及)的优点,因此能够获得优异的电池特性。
[隔膜]
隔膜23例如如图13所示配置在正极21与负极22之间。该隔膜23将正极21和负极22隔离,并且在防止由两极的接触而引起的电流短路的同时使锂离子通过。
该隔膜23例如为合成树脂和陶瓷等多孔膜中的任意一种或两种以上,也可以为两种以上多孔膜的层叠膜。合成树脂例如为聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯等。
特别是,隔膜23例如可以包括上述的多孔膜(基材层)和设置在该基材层的单面或两面的高分子化合物层。这是因为,隔膜23对正极21和负极22各自的紧贴性提高,因此抑制卷绕电极体20的变形。由此,抑制电解液的分解反应,并且还抑制浸渗在基材层中的电解液的漏液,因此,即使反复进行充放电,电阻也不易升高,并且抑制电池鼓起。
高分子化合物层含有例如聚偏二氟乙烯等高分子化合物。这是因为,机械强度优异,并且电化学稳定。但是,高分子化合物也可以为除聚偏二氟乙烯以外的物质。在形成该高分子化合物层的情况下,例如在基材层上涂布将高分子化合物溶解于有机溶剂等中而得到的溶液,然后使该基材层干燥。需要说明的是,可以使基材层浸渍在溶液中,然后使该基材层干燥。该高分子化合物层可以含有例如无机粒子等绝缘性粒子中的任意一种或两种以上。无机粒子的种类例如为氧化铝和氮化铝等。
[电解液]
如上所述,在隔膜23中浸渗有电解液。但是,电解液例如可以浸渗在正极21中,也可以浸渗在负极22中。
电解液含有溶剂和电解质盐。但是,电解液还可以含有添加剂等其它材料中的任意一种或两种以上。
溶剂包含有机溶剂等非水溶剂中的任意一种或两种以上。包含非水溶剂的电解液为所谓的非水电解液。
非水溶剂例如为环状碳酸酯、链状碳酸酯、内酯、链状羧酸酯和腈(单腈)等。这是因为,能够得到优异的电池容量、循环特性和保存特性等。
环状碳酸酯例如为碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和碳酸亚丁酯等。链状碳酸酯例如为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸甲丙酯等。内酯例如为γ-丁内酯和γ-戊内酯等。链状羧酸酯例如为乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、异丁酸甲酯、三甲基乙酸甲酯和三甲基乙酸乙酯等。腈例如为乙腈、甲氧基乙腈和3-甲氧基丙腈等。
除此以外,非水溶剂还可以为例如1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、四氢吡喃、1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二氧戊环、1,3-二噁烷、1,4-二噁烷、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基噁唑烷酮、N,N'-二甲基咪唑啉酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、磷酸三甲酯和二甲基亚砜等。这是因为,能够得到同样的优点。
其中,溶剂优选包含碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯等中的任意一种或两种以上。这是因为,能够得到高电池容量、优异的循环特性和优异的保存特性等。在该情况下,更优选碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯等高粘度(高介电常数)溶剂(例如相对介电常数ε≥30)与碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯等低粘度溶剂(例如粘度≤1mPa·s)的组合。这是因为,电解质盐的离解性和离子迁移率提高。
特别是,溶剂可以包含不饱和环状碳酸酯、卤代碳酸酯、磺酸酯、酸酐、二氰基化合物(二腈化合物)、二异氰酸酯化合物、磷酸酯和具有碳-碳三键的链状化合物等中的任意一种或两种以上。这是因为,电解液的化学稳定性提高。
不饱和环状碳酸酯是指含有一个或两个以上不饱和键(碳-碳双键或碳-碳三键)的环状碳酸酯。该不饱和环状碳酸酯例如为碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯基亚乙酯和碳酸亚甲基亚乙酯等。不饱和环状碳酸酯在溶剂中的含量没有特别限定,例如为0.01重量%至10重量%。
卤代碳酸酯是指含有一个或两个以上卤素作为构成元素的环状或链状碳酸酯。在卤代碳酸酯含有两个以上卤素作为构成元素的情况下,该两个以上卤素的种类可以仅为一种,也可以为两种以上。环状卤代碳酸酯例如为4-氟-1,3-二氧杂环戊烷-2-酮和4,5-二氟-1,3-二氧杂环戊烷-2-酮。链状卤代碳酸酯例如为碳酸氟甲基甲酯、碳酸二(氟甲基)酯和碳酸二氟甲基甲酯等。卤代碳酸酯在溶剂中的含量没有特别限定,例如为0.01重量%至50重量%。
磺酸酯例如为单磺酸酯和二磺酸酯。磺酸酯在溶剂中的含量没有特别限定,例如为0.01重量%至10重量%。
单磺酸酯可以是环状单磺酸酯,也可以是链状单磺酸酯。环状单磺酸酯例如为1,3-丙烷磺内酯和1,3-丙烯磺内酯等磺内酯。链状单磺酸酯例如为使环状单磺酸酯在中间断裂而得到的化合物等。二磺酸酯可以为环状二磺酸酯,也可以为链状二磺酸酯。
酸酐例如为羧酸酐、二磺酸酐以及羧酸磺酸酐等。羧酸酐例如为琥珀酸酐、戊二酸酐和马来酸酐等。二磺酸酐例如为乙烷二磺酸酐和丙烷二磺酸酐等。羧酸磺酸酐例如为磺基苯甲酸酐、磺基丙酸酐和磺基丁酸酐等。酸酐在溶剂中的含量没有特别限定,例如为0.5重量%至5重量%。
二腈化合物例如为由NC-CmH2m-CN(m为1以上的整数)表示的化合物。该二腈化合物例如为丁二腈(NC-C2H4-CN)、戊二腈(NC-C3H6-CN)、己二腈(NC-C4H8-CN)和邻苯二甲腈(NC-C6H4-CN)等。二腈化合物在溶剂中的含量没有特别限定,例如为0.5重量%至5重量%。
二异氰酸酯化合物例如为由OCN-CnH2n-NCO(n为1以上的整数)表示的化合物。该二异氰酸酯化合物例如为六亚甲基二异氰酸酯(OCN-C6H12-NCO)等。二异氰酸酯化合物在溶剂中的含量没有特别限定,例如为0.5重量%至5重量%。
磷酸酯例如为磷酸三甲酯和磷酸三乙酯等。磷酸酯在溶剂中的含量没有特别限定,例如为0.5重量%至5重量%。
具有碳-碳三键的链状化合物为具有一个或两个以上的碳-碳三键(-C≡C-)的链状化合物。具有碳-碳三键的链状化合物例如为炔丙基碳酸甲酯(CH≡C-CH2-O-C(=O)-O-CH3)和甲基磺酸炔丙酯(CH≡C-CH2-O-S(=O)2-CH3)等。具有碳-碳三键的链状化合物在溶剂中的含量没有特别限定,例如为0.5重量%至5重量%。
电解质盐包含例如锂盐等盐中的任意一种或两种以上。但是,电解质盐也可以包含例如除锂盐以外的盐。该除锂盐以外的盐例如为除锂以外的轻金属的盐等。
锂盐例如为六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、四苯基硼酸锂(LiB(C6H5)4)、甲烷磺酸锂(LiCH3SO3)、三氟甲烷磺酸锂(LiCF3SO3)、四氯铝酸锂(LiAlCl4)、六氟硅酸二锂(Li2SiF6)、氯化锂(LiCl)以及溴化锂(LiBr)等。这是因为,能够得到优异的电池容量、循环特性以及保存特性等。
其中,优选六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂以及六氟砷酸锂中的任意一种或两种以上,更优选六氟磷酸锂。这是因为,内阻降低,所以能够得到更高的效果。
电解质盐的含量没有特别限定,但是,其中,优选相对于溶剂为0.3mol/kg至3.0mol/kg。这是因为,能够得到高离子电导率。
<1-1-6.动作>
接着,对二次电池的动作进行说明。
如图1和图13所示,该二次电池在充电时,从正极21释放锂离子,并且该锂离子通过电解液被负极22吸留。另外,二次电池在放电时,从负极22释放锂离子,并且该锂离子通过电解液被正极21吸留。
在该情况下,在电池壳11的内压上升时,为了防止该二次电池破裂和破损等,安全阀机构30工作。具体而言,在二次电池的正常动作时,如图2、图3、图6以及图7所示,安全罩31(开口阀部31R)未开口。因此,即使在剥离器盘33上设置有多个开口部33K,经由该多个开口部33K的排气通路也被开口阀部31R封闭。
与此相对,在二次电池的充放电时等,当在电池壳11的内部因电解液的分解反应等副反应而产生气体时,该气体蓄积在电池壳11的内部,因此该电池壳11的内压上升。在该情况下,当电池壳11的内压达到一定以上时,如图4、图5、图8和图9所示,安全罩31(开口阀部31R)开口,因此形成开口部31K。由此,经由多个开口部33K的气体放出通路开放,因此在电池壳11的内部产生的气体依次经由多个开口部33K和开口部31K而排出至外部。
在该情况下,特别是,如上所述,关于多个开口部33K和多个突起部各自的数量以及位置关系,满足了上述的两个条件,因此既确保剥离器盘33的物理强度,又将在电池壳11的内部产生的气体经由多个开口部33K而充分地排出。因此,将足多量的气体从二次电池的内部稳定地排出至外部。
<1-1-7.制造方法>
该二次电池例如通过以下的步骤制造。
在制作正极21时,首先,通过将正极活性物质、根据需要的正极粘结剂以及正极导电剂等混合来制备为正极合剂。接着,通过使正极合剂分散于有机溶剂等中来制备为糊状的正极合剂浆料。接着,在正极集电体21A的两面上涂布正极合剂浆料,然后使该正极合剂浆料干燥,由此形成正极活性物质层21B。接着,在根据需要而对正极活性物质层21B进行加热的同时,使用辊压机等来对正极活性物质层21B进行压缩成型。在此情况下,可以重复进行多次压缩成型。
在制作负极22时,按照与上述的正极21同样的步骤,在负极集电体22A的两面上形成负极活性物质层22B。具体而言,通过将负极活性物质、负极粘结剂和负极导电剂等混合而制备为负极合剂,然后使负极合剂分散在有机溶剂等中,由此制备为糊状的负极合剂浆料。接着,在负极集电体22A的两面上涂布负极合剂浆料,然后使该负极合剂浆料干燥,由此形成负极活性物质层22B。最后,使用辊压机等来对负极活性物质层22B进行压缩成型。
在组装二次电池时,利用焊接法等使正极引线25连接于正极集电体21A,并且利用焊接法等使负极引线26连接于负极集电体22A。接着,将正极21和负极22隔着隔膜23层叠,然后卷绕该正极21、负极22和隔膜23,由此形成卷绕电极体20。接着,在卷绕电极体20的卷绕中心空间20C插入中心销24。
接着,在用一对绝缘板12、13夹着卷绕电极体20的同时,将该卷绕电极体20收纳于电池壳11的内部。在该情况下,利用焊接法等使正极引线25的一端部连接于安全阀机构30,并且利用焊接法等使负极引线26的一端部连接于电池壳11。接着,在电池壳11的内部注入电解液,由此使该电解液浸渗到卷绕电极体20中。最后,隔着垫片16在电池壳11的开口端部铆接电池盖14、热敏电阻元件15和安全阀机构30。由此,完成了二次电池。
<1-1-8.作用及效果>
根据该二次电池(锂离子二次电池),安全阀机构30包括安全罩31和剥离器盘33。安全罩31包括开口阀部31R,并且剥离器盘33包括多个开口部33K和多个突起部33T。关于多个开口部33K和多个突起部33T,满足了如下这样的两个条件:开口部33K的数量与突起部33T的数量相互相同,并且多个开口部33K各个与多个突起部33T各个在朝着剥离器盘33的中心P的方向上相互相对。
在该情况下,与多个开口部33K和多个突起部33T未满足两个条件的情况相比,如上所述,既确保剥离器盘33的物理强度,又将在电池壳11的内部产生的气体经由多个开口部33K而充分地排出至外部。因此,即使在电池壳11的内部产生气体,也将足够量的气体稳定地排出至该电池壳11的外部,因此能够提高二次电池的安全性。
需要说明的是,多个开口部33K和多个突起部33T未满足两个条件的情况是指如下的情况等:例如,如与图10对应的图14所示,虽然开口部33K的数量与突起部33T的数量相互相同,但多个开口部33K各个与多个突起部33T各个在朝着剥离器盘33的中心P的方向上未相互相对。
在图14所示的情况下,开口部33K的数量为6个,并且突起部33T的数量也为6个,因此开口部33K的数量与突起部33T的数量相互相同。但是,在朝着剥离器盘33的中心P的方向上多个开口部33K各自的中心位置与多个突起部33T各自的中心位置相互错开了,因此多个开口部33K各个与多个突起部33T各个未相互相对。需要说明的是,图14所示的剥离器盘33的构成除了多个开口部33K的各个与多个突起部33T的各个在朝着剥离器盘33的中心P的方向上未相互相对以外,均与图10所示的剥离器盘33的构成一样。
特别是,如果开口部33K的数量为6个至8个,并且突起部33T的数量为6个至8个,则如上所述,开口部33K的数量与突起部33T的数量之间的关系被合理化。因此,在确保利用了多个开口部33K的气体放出效率的同时,进一步提高剥离器盘33的物理强度,因此能够得到更高的效果。
另外,如果开口率为20%至60%,则如上所述开口阀部31R的面积(开口部31K的开口面积)与各开口部33K的开口面积的总和(多个开口部33K的总开口面积)之间的关系被合理化。因此,利用了多个开口部33K的气体放出效率进一步提高,因此能够得到更高的效果。
<1-2.锂金属二次电池>
在此说明的二次电池为基于锂金属的析出和溶解而得到负极22的容量的圆筒型的锂金属二次电池。该锂金属二次电池除了负极活性物质层22B由锂金属形成以外,具有与上述的锂离子二次电池的构成同样的构成,并且与该锂离子二次电池的动作同样地进行动作。另外,锂金属二次电池通过与锂离子二次电池的制造步骤同样的步骤来制造。
该二次电池中,使用锂金属作为负极活性物质,因此能够得到高能量密度。负极活性物质层22B可以从组装时起已经存在,但也可以在组装时不存在而由在充电时析出的锂金属形成。另外,也可以利用负极活性物质层22B作为集电体,由此省略负极集电体22A。
该二次电池例如按如下方式进行动作。在充电时,从正极21释放出锂离子,并且该锂离子通过电解液在负极集电体22A的表面上变成锂金属而析出。另一方面,在放电时,锂金属从负极活性物质层22B中变成锂离子而溶出到电解液中,并且该锂离子通过电解液而被正极21吸留。在该情况下,也利用安全阀机构30,根据需要而将气体从电池壳11的内部经由多个开口部33K排出至外部。
根据该锂金属二次电池,与上述的锂离子二次电池同样地具备安全阀机构30。由此,基于与锂离子二次电池同样的理由,即使在电池壳11的内部产生气体,也将足够量的气体稳定地排出至该电池壳11的外部。因此,能够提高二次电池的安全性。
关于锂金属二次电池的其它作用和效果与关于锂离子二次电池的其它作用和效果一样。
<1-3.变形例>
上述的二次电池的构成能够适当地变更。
具体而言,安全罩31(开口阀部31R)的构成例如只要能够根据电池壳11的内压上升而开口,则就没有特别限定。
[变形例1]
例如,如与图6和图7对应的图15和图16所示,槽31M的平面形状也可以是一部分缺失的大致圆形的环状。在这种情况下,例如,如与图8和图9对应的图17和图18所示,随着电池壳11的内压升高,开口阀部31R开裂,由此安全罩31(开口阀部31R)开口。因此,形成开口部31K,所以能够得到同样的效果。在该情况下,在形成开口部31K后,开口阀部31R与中央部31Y部分地连结,因此即使在形成该开口部31K后,开口阀部31R也残留。但是,在图18中,为了使开口部31K变得易于观察,省略了开口阀部31R的图示。
[变形例2]
另外,例如,如与图6和图7对应的图19和图20所示,槽31M的平面形状也可以为在四方设置有突起状的延长区域的大致圆形的环状。
即使在这种情况下,例如,如与图8和图9对应的图21和图22所示,随着电池壳11的内压升高,开口阀部31R也被除去,由此安全罩31(开口阀部31R)开口。因此,形成开口部31K,所以能够得到同样的效果。在该情况下,起因于上述的包括四个突起状的延长区域的槽31M,中央部31Y易于在槽31M处断开,因此易于形成开口部31K。
[变形例3]
另外,例如,如与图6和图7对应的图23和图24所示,槽31M的平面形状也可以是与开口部31K的开口形状对应的任意形状。在此,槽31M的平面形状例如为大致缎带状。该大致缎带状的平面形状例如为以锐角点相互一致的方式相互相对配置的两个扇形和圆相互重叠而成的形状。
即使在这种情况下,例如,如与图8和图9相对应的图25和图26所示,随着电池壳11的内压升高,开口阀部31R也被除去,由此安全罩31(开口阀部31R)开口。因此,形成开口部31K,所以能够得到同样的效果。在该情况下,形成开口部31K,而该开口部31K具有与开口阀部31R的平面形状对应的开口形状。
<2.二次电池的用途>
接着,对上述的二次电池的应用例进行说明。
二次电池的用途只要为能够利用该二次电池作为驱动用电源或电力存储用蓄电源等的机械、设备、器件、装置和系统(多个设备等的集合体)等,就没有特别限制。用作电源的二次电池可以为主电源,也可以为辅助电源。主电源是指无论有无其它电源都优先使用的电源。辅助电源例如可以为代替主电源使用的电源,也可以为根据需要从主电源切换的电源。在使用二次电池作为辅助电源的情况下,主电源的种类不局限于二次电池。
二次电池的用途例如如下所述。摄像机、数码相机、便携式电话机、笔记本电脑、无绳电话、立体声耳机、便携式收音机、便携式电视机和便携式信息终端等电子设备(包括便携式电子设备)。电动剃须刀等便携式生活用具。备用电源和存储卡等存储用装置。电钻和电锯等电动工具。作为可装拆的电源而搭载于笔记本电脑等的电池组。起搏器和助听器等医疗用电子设备。电动汽车(包括混合动力汽车)等电动车辆。为紧急情况等准备并预先存储电力的家用电池系统等蓄电系统。当然,二次电池的用途也可以为除上述以外的用途。
其中,将二次电池应用于电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具和电子设备等是有效的。这是因为,在这些用途中要求优良的电池特性,因此,通过使用本技术的二次电池,能够有效地实现性能提高。需要说明的是,电池组为使用了二次电池的电源。如后所述,该电池组可以使用单电池,也可以使用组合电池。电动车辆为将二次电池作为驱动用电源而动作(行驶)的车辆,如上所述,也可以为兼具除二次电池以外的驱动源的汽车(混合动力汽车等)。蓄电系统为使用二次电池作为蓄电源的系统。例如,家用蓄电系统中,在作为蓄电源的二次电池中存储有电力,因此能够利用该电力来使用家用电器等。电动工具为将二次电池作为驱动用电源而使可动部(例如钻头等)活动的工具。电子设备为将二次电池作为驱动用电源(供电电源)而发挥各种功能的设备。
在此,对二次电池的一些应用例进行具体说明。需要说明的是,以下说明的应用例的构成只不过是一例,因此,该应用例的构成能够适当改变。
<2-1.电池组(单电池)>
图27表示使用了单电池的电池组的立体构成。图28表示图27中所示的电池组的框构成。需要说明的是,图27中示出了将电池组分解后的状态。
在此说明的电池组为使用了一个本技术的二次电池的简易型的电池组(所谓的软包电池),搭载于例如以智能手机为代表的电子设备等。该电池组例如如图27所示具备:作为层压膜型的二次电池的电源111、和与该电源111连接的电路基板116。在该电源111上安装有正极引线112和负极引线113。
在电源111的两个侧面上粘贴有一对粘合胶带118、119。在电路基板116上形成有保护电路(PCM:Protection Circuit Module(电路保护模块))。该电路基板116通过极耳114与正极引线112连接,并且通过极耳115与负极引线113连接。另外,电路基板116与用于外部连接的带连接器的引线117连接。需要说明的是,在电路基板116与电源111连接的状态下,利用标签120和绝缘片121保护该电路基板116。通过粘贴该标签120,将电路基板116和绝缘片121等固定。
另外,电池组例如如图28所示具备电源111和电路基板116。电路基板116具备例如控制部128、开关部122、PTC元件123和温度检测部124。电源111能够通过正极端子125和负极端子127与外部连接,因此该电源111通过正极端子125和负极端子127进行充放电。温度检测部124使用温度检测端子(所谓的T端子)126来对温度进行检测。
控制部128对电池组整体的动作(包括电源111的使用状态)进行控制。该控制部128包括例如中央运算处理单元(CPU)和存储器等。
例如,当电池电压达到过充电检测电压时,该控制部128通过使开关部122断开而使得在电源111的电流通路中不流过充电电流。另外,例如,当在充电时大电流流过时,控制部128通过使开关部122断开来切断充电电流。
另一方面,例如,当电池电压达到过放电检测电压时,控制部128通过使开关部122断开而使得在电源111的电流通路中不流过放电电流。另外,例如,当在放电时大电流流过时,控制部128通过使开关部122断开来切断放电电流。
需要说明的是,过充电检测电压例如为4.2V±0.05V,并且过放电检测电压例如为2.4V±0.1V。
开关部122根据控制部128的指示来切换电源111的使用状态、即电源111与外部设备有无连接。该开关部122包括例如充电控制开关和放电控制开关等。充电控制开关和放电控制开关各自例如为使用金属氧化物半导体的场效应晶体管(MOSFET)等半导体开关。需要说明的是,充放电电流例如基于开关部122的接通电阻进行检测。
温度检测部124测定电源111的温度,并且将该温度的测定结果输出到控制部128。该温度检测部124包括例如热敏电阻等温度检测元件。需要说明的是,利用温度检测部124测定的温度的测定结果被用于在异常发热时控制部128进行充放电控制的情况、在计算剩余容量时控制部128进行校正处理的情况等。
需要说明的是,电路基板116可以不具备PTC元件123。在此情况下,可以另行在电路基板116上附设PTC元件。
<2-2.电池组(组合电池)>
图29表示使用了组合电池的电池组的框构成。
该电池组例如在箱体60的内部具备控制部61、电源62、开关部63、电流测定部64、温度检测部65、电压检测部66、开关控制部67、存储器68、温度检测元件69、电流检测电阻70以及正极端子71和负极端子72。该箱体60包含例如塑料材料等。
控制部61对电池组整体的动作(包括电源62的使用状态)进行控制。该控制部61包括例如CPU等。电源62为包含两种以上的本技术的二次电池的组合电池,该两种以上的二次电池的连接方式可以为串联,也可以为并联,还可以为串并联混合型。若列举一例,电源62包含以两个并联且三个串联的方式连接的6个二次电池。
开关部63根据控制部61的指示来切换电源62的使用状态、即电源62与外部设备有无连接。该开关部63包括例如充电控制开关、放电控制开关、充电用二极管和放电用二极管等。充电控制开关和放电控制开关各自例如为使用金属氧化物半导体的场效应晶体管(MOSFET)等半导体开关。
电流测定部64利用电流检测电阻70测定电流,并且将该电流的测定结果输出到控制部61。温度检测部65利用温度检测元件69测定温度,并且将该温度的测定结果输出到控制部61。该温度的测定结果被用于例如在异常发热时控制部61进行充放电控制的情况、在计算剩余容量时控制部61进行校正处理的情况等。电压检测部66测定电源62中的二次电池的电压,并且将进行模数转换后的电压的测定结果供给至控制部61。
开关控制部67根据从电流测定部64和电压检测部66各自输入的信号来控制开关部63的动作。
例如,当电池电压达到过充电检测电压时,该开关控制部67通过将开关部63(充电控制开关)断开而使得在电源62的电流通路中不流过充电电流。由此,电源62仅能够通过放电用二极管进行放电。需要说明的是,例如,当在充电时流过大电流时,开关控制部67切断充电电流。
另外,例如,当电池电压达到过放电检测电压时,开关控制部67通过将开关部63(放电控制开关)断开而使得在电源62的电流通路中不流过放电电流。由此,电源62仅能够通过充电用二极管进行充电。需要说明的是,例如,当在放电时流过大电流时,开关控制部67切断放电电流。
需要说明的是,过充电检测电压例如为4.2V±0.05V,并且过放电检测电压例如为2.4V±0.1V。
存储器68包括例如作为非易失性存储器的EEPROM等。该存储器68中存储例如由控制部61计算出的数值、在制造工序阶段中测定的二次电池的信息(例如初始状态的内阻等)等。需要说明的是,如果在存储器68中存储二次电池的完全充电容量,则控制部61能够掌握残余容量等信息。
温度检测元件69测定电源62的温度,并且将该温度的测定结果输出到控制部61。该温度检测元件69包括例如热敏电阻等。
正极端子71和负极端子72各自为与使用电池组动作的外部设备(例如笔记本型个人电脑等)、用于对电池组进行充电的外部设备(例如充电器等)等连接的端子。电源62通过正极端子71和负极端子72进行充放电。
<2-3.电动车辆>
图30表示作为电动车辆的一例的混合动力汽车的框构成。
该电动车辆例如在金属制箱体73的内部具备:控制部74、发动机75、电源76、驱动用电动机77、差动装置78、发电机79、变速箱80和离合器81、逆变器82、83、以及各种传感器84。除此以外,电动车辆具备例如:与差动装置78和变速箱80连接的前轮用驱动轴85和前轮86以及后轮用驱动轴87和后轮88。
该电动车辆例如能够利用发动机75和电动机77中的任意一者作为驱动源来行驶。发动机75为主要的动力源,例如为汽油发动机等。在将发动机75作为动力源的情况下,例如通过作为驱动部的差动装置78、变速箱80和离合器81将发动机75的驱动力(旋转力)传递至前轮86和后轮88。需要说明的是,由于将发动机75的旋转力传递至发电机79,因而发电机79利用该旋转力产生交流电,并且该交流电通过逆变器83转换成直流电,因此将该直流电储存在电源76中。另一方面,在将作为转换部的电动机77作为动力源的情况下,将从电源76供给的电力(直流电)通过逆变器82转换成交流电,因此电动机77利用该交流电进行驱动。利用该电动机77从电力转换成的驱动力(旋转力)例如通过作为驱动部的差动装置78、变速箱80和离合器81而传递至前轮86和后轮88。
需要说明的是,电动车辆通过制动机构减速时,该减速时的阻力以旋转力的形式传递至电动机77,因此,电动机77可以利用该旋转力产生交流电。该交流电通过逆变器82转换成直流电,因此,优选将该直流再生电力储存在电源76中。
控制部74对电动车辆整体的动作进行控制。该控制部74包括例如CPU等。电源76包括一种或两种以上的本技术的二次电池。该电源76可以通过与外部电源连接并且从该外部电源接受电力供给而储存电力。各种传感器84用于例如控制发动机75的转速并且控制节流阀的开度(油门开度)。该各种传感器84包括例如速度传感器、加速度传感器和发动机转速传感器等中的任意一种或两种以上。
需要说明的是,虽然列举了电动车辆为混合动力汽车的情况作为例子,但是该电动车辆可以为不使用发动机75而仅使用电源76和电动机77来动作的车辆(电动汽车)。
<2-4.蓄电系统>
图31表示蓄电系统的框构成。
该蓄电系统例如在普通住宅和商业建筑等房屋89的内部具备:控制部90、电源91、智能电表92和电力集线器93。
在此,电源91能够与例如设置在房屋89的内部的电气设备94连接,并且能够与停在房屋89的外部的电动车辆96连接。另外,电源91例如能够通过电力集线器93而与设置在房屋89中的家用发电机95连接,并且能够通过智能电表92和电力集线器93而与外部的集中型供电系统97连接。
需要说明的是,电气设备94包括例如一种或两种以上的家用电器,该家用电器例如为电冰箱、空调、电视机和热水器等。家用发电机95包括例如太阳能发电机和风力发电机等中的任意一种或两种以上。电动车辆96包括例如电动汽车、电动自行车和混合动力汽车等中的任意一种或两种以上。集中型供电系统97包括例如火力发电站、核电站、水力发电站和风力发电站等中的任意一种或两种以上。
控制部90对蓄电系统整体的动作(包括电源91的使用状态)进行控制。该控制部90包括例如CPU等。电源91包括一种或两种以上的本技术的二次电池。智能电表92例如为设置在电力需求侧的房屋89中的网络兼容型的电表,并且能够与电力供给侧通信。与此相伴,智能电表92例如在与外部通信的同时控制房屋89内的电力的需求和供给的平衡,由此能够进行高效且稳定的能量供给。
在该蓄电系统中,例如,从作为外部电源的集中型供电系统97通过智能电表92和电力集线器93而在电源91中储存电力,并且从作为独立电源的家用发电机95通过电力集线器93而在电源91中储存电力。在电源91中储存的电力根据控制部90的指示而被供给至电气设备94和电动车辆96,因此该电气设备94能够动作,并且该电动车辆96能够充电。即,蓄电系统为能够使用电源91来进行房屋89内的电力的储存和供给的系统。
在电源91中储存的电力能够根据需要使用。因此,例如能够在电费低的深夜预先从集中型供电系统97将电力储存在电源91中,在电费高的白天使用在该电源91中储存的电力。
需要说明的是,上述的蓄电系统可以按每一户(一个家庭)设置,也可以按每多户(多个家庭)设置。
<2-5.电动工具>
图32表示电动工具的框构成。
在此说明的电动工具例如为电钻。该电动工具例如在工具主体98的内部具备控制部99和电源100。在该工具主体98上可操作(旋转)地安装有例如作为可动部的钻头部101。
工具主体98包含例如塑料材料等。控制部99对电动工具整体的动作(包括电源100的使用状态)进行控制。该控制部99包括例如CPU等。电源100包括一种或两种以上的本技术的二次电池。该控制部99根据动作开关的操作而将电力从电源100供给至钻头部101。
实施例
对本技术的实施例进行说明。
(实验例1-1~1-6)
通过以下的步骤来制作图1和图13所示的圆筒型的锂离子二次电池。
在制作正极21时,首先,将正极活性物质(LiCoO 2)94质量份、正极粘结剂(聚偏二氟乙烯)3质量份和正极导电剂(石墨)3质量份混合,由此制成为正极合剂。接着,将正极合剂投入到有机溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮)中,然后对该有机溶剂进行搅拌,由此制成为糊状的正极合剂浆料。接着,使用涂布装置在正极集电体21A(15μm厚的带状铝箔)的两面上涂布正极合剂浆料,然后使该正极合剂浆料干燥,由此形成正极活性物质层21B。最后,使用辊压机来对正极活性物质层21B进行压缩成型。
在制作负极22时,首先,将负极活性物质(石墨)95质量份、负极粘结剂(聚偏二氟乙烯)3质量份和负极导电剂(炭黑)2质量份混合,由此制成为负极合剂。接着,使负极合剂分散于有机溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮)中,由此制成为糊状的负极合剂浆料。接着,使用涂布装置在负极集电体22A(15μm厚的铜箔)的两面上涂布负极合剂浆料,然后使该负极合剂浆料干燥,由此形成负极活性物质层22B。最后,使用辊压机来对负极活性物质层22B进行压缩成型。
在制备电解液时,在溶剂(碳酸亚乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯)中加入电解质盐(LiPF6),然后搅拌该溶剂。在该情况下,使溶剂的混合比(重量比)成为碳酸亚乙酯:碳酸甲乙酯:碳酸二甲酯=20:20:60,并且使电解质盐的含量相对于溶剂为1mol/kg。
在组装二次电池时,首先,在正极集电体21A上焊接铝制的正极引线25,并且在负极集电体22A上焊接镍制的负极引线26。接着,隔着隔膜23(16μm厚的多孔性聚乙烯膜)将正极21和负极22层叠后再将它们卷绕,然后用粘合胶带固定卷绕末端部分,由此制作卷绕电极体20。接着,在卷绕电极体20的卷绕中心空间20C插入中心销24。
接着,如图2至图9所示,准备安全阀机构30,该安全阀机构30包括铝制的安全罩31、聚丙烯制的盘保持件32、铝制的剥离器盘33和铝制的副盘34。在该情况下,使用开口部33K的数量和突起部33T的数量等相互不同的多个剥离器盘33,来准备多个安全阀机构30。剥离器盘33的详细构成如表1所示。在此,一边使开口率(%)恒定,一边使开口部33K的数量(个)、突起部33T的数量(个)、开口角度θ1(°)以及非开口角度θ2、θ3(°)各个变化,由此使关于多个开口部33K的配置的相位与关于多个突起部33T的配置的相位的关系(相位关系)变化。
接着,将卷绕电极体20用一对绝缘板12、13夹着收纳于进行了镀镍的铁制的电池壳11的内部。在这种情况下,将正极引线25的一端部焊接于安全阀机构30(副盘34),并且将负极引线26的一端部焊接于电池壳11。接着,利用减压方式在电池壳11的内部注入电解液,由此使该电解液浸渗到卷绕电极体20中。最后,隔着垫片16而在电池壳11的开口端部铆接电池盖14、热敏电阻元件15和安全阀机构30。
由此,完成了具备安全阀机构30的圆筒型的锂离子二次电池。
为了评价二次电池的安全性,研究了该二次电池的物理耐久性和气体放出性,得到表1所示的结果。
在研究物理耐久性时,通过进行二次电池的落下试验来求出落下合格率(%)。
在该情况下,首先,在常温环境中(温度=23℃)对二次电池进行充电。在充电时,以0.2C的电流进行恒电流充电直至电压达到4.4V。“0.2C”是指将电池容量(理论容量)用5小时放电完毕的电流值。接着,重复进行30次使充电状态的二次电池从高处(高度=10m)落下的操作。接着,使用测试仪来测定二次电池的电压,然后判定该电压。在该情况下,将电压为3.0V以上的情况判定为“合格”。另一方面,将电压小于3.0V的情况判定为“不合格”。接着,重复该判定操作,直至上述的判定操作的总数达到100次。即,使用100个二次电池来重复进行落下试验,由此得到100个判定结果。最后,算出落下合格率(%)=(判定为合格的二次电池的个数/二次电池的总数(=100个))×100。
在研究气体放出性时,进行二次电池的燃烧试验,由此求出燃烧合格率(%)。
在该情况下,首先,在常温环境中(温度=23℃)对二次电池进行充电。接着,使用燃烧器对充电状态的二次电池进行加热,然后判定该加热后的二次电池的状态。在该情况下,将由于二次电池未破裂而收纳于电池壳11的内部的正极21和负极22等未放出到外部的情况判定为“合格”。另一方面,将由于二次电池破裂了而使收纳于电池壳11的内部的正极21和负极22等放出到外部的情况判定为“不合格”。接着,重复该判定操作,直至上述的判定操作的总数达到100次。即,使用100个二次电池来重复进行燃烧试验,由此得到100个判定结果。最后,算出燃烧合格率(%)=(判定为合格的二次电池的个数/二次电池的总数(=100个))×100。
[表1]
在开口部33K的数量与突起部33T的数量相互一致的情况下,当关于多个开口部33K的配置的相位与关于多个突起部33T的配置的相位相互一致时(实验例1-1至1-3),与两者的相位相互不一致的情况(实验例1-4至1-6)相比,不依赖于开口部33K的数量和突起部33T的数量各个而维持高的燃烧合格率,并且改善了落下合格率。
该结果表示,当开口部33K的数量与突起部33T的数量相互一致、并且关于多个开口部33K的配置的相位与关于多个突起部33T的配置的相位相互一致时,能够得到以下的优点。
第一,由于剥离器盘33的物理强度提高,因此即使受到由二次电池落下所引起的冲击,剥离器盘33也不易变形和破损。由此,该剥离器盘33被维持直至设置于剥离器盘33的多个开口部33K作为气体的放出通路来利用。
第二,若安全罩31(开口阀部31R)随着电池壳11的内压上升而开口,则经由设置于剥离器盘33上的多个开口部33K的气体放出通路开放。由此,能够将在电池壳11的内部产生的足够量的气体稳定地排出到外部,因此即使电池壳11的内压上升,二次电池也不易破裂。
在此,在确认之前,利用结构分析模拟法来研究剥离器盘33的物理耐久性,得到图33所示的结果。
图33表示关于剥离器盘33的物理耐久性的分析结果。在图33中,横轴表示供给到剥离器盘33的载荷(N),并且纵轴表示剥离器盘33的位移量(mm)。但是,分析线A表示关于实验例1-1的分析结果,并且分析线B表示关于实验例1-4的分析结果。另外,载荷从与图10等的纸面正交的方向供给到剥离器盘33。
正如由图33所显而易见的,即使开口部33K的数量与突起部33T的数量相互一致,但在关于多个开口部33K的配置的相位与关于多个突起部33T的配置的相位相互不一致的情况(分析线B)下,剥离器盘33也易于根据载荷的增加而发生位移。该结果表示,由于剥离器盘33容易根据外力而变形,因此,根据该外力,剥离器盘33处于容易破损的倾向。
与此相对,在开口部33K的数量与突起部33T的数量相互一致、并且关于多个开口部33K的配置的相位与关于多个突起部33T的配置的相位相互一致的情况(分析线A)下,剥离器盘33难以根据载荷的增加而发生位移。该结果表示,由于剥离器盘33难以根据外力而变形,因此,该剥离器盘33处于难以破损的倾向。
(实验例2-1至2-4)
如表2所示,一边使开口率恒定,一边改变开口角度θ1和非开口角度θ2、θ3各个,由此改变了开口部33K的数量和突起部33T的数量各个,除此以外,均通过与实验例1-1至1-3同样的步骤来制作二次电池,并且研究了该二次电池的安全性。
[表2]
在开口部33K的数量为6个至8个并且突起部33T的数量为6个至8个的情况(实验例1-1至1-3)下,与两者的数量为5个以下和9个以上的情况(实验例2-1至2-4)相比,能够在维持高的燃烧合格率的情况下得到更高的落下合格率。
(实验例3-1至3-5)
如表3所示,一边使开口部33K的数量和突起部33T的数量各个恒定,一边改变开口角度θ1和非开口角度θ2、θ3各个,由此改变了开口率,除此以外,均通过与实验例1-1同样的步骤来制作二次电池,并且评价了该二次电池的安全性。
表3
在开口率为20%60%的情况(实验例1-1、3-2至3-4)下,与开口率小于20%且开口率大于60%的情况(实验例3-1、3-5)相比,能够得到更高的落下合格率,并且还得到更高的燃烧合格率。
根据表1至表3所示的结果,当开口部33K的数量与突起部33T的数量相互相同、并且多个开口部33K各个与多个突起部33T各个在朝着剥离器盘33的中心P的方向上相互相对时,物理耐久特性和气体放出性均得到改善。因此,提高了二次电池的安全性。
以上,列举一实施方式和实施例来对本技术进行了说明,但是本技术不限定于在一实施方式和实施例中所说明的方案,能够进行各种变形。
具体而言,例如,虽然对电池结构为圆筒型的情况进行了说明,但不局限于此。本技术的二次电池也可以应用于具有例如层压膜型、方型和纽扣型等其它电池结构的情况。
另外,例如,虽然对电池元件具有卷绕结构的情况进行了说明,但不局限于此。本技术的二次电池也可以应用于例如电池元件具有层叠结构等其它结构的情况。
另外,虽然对于基于锂的吸留和释放而得到负极的容量的二次电池(锂离子二次电池)和基于锂的析出和溶解而得到负极的容量的二次电池(锂金属二次电池)进行了说明,但在本技术的二次电池中得到负极的容量的原理没有特别限制。具体而言,二次电池例如也可以为通过使能够吸留和释放锂的负极材料的容量小于正极的容量而利用基于锂的吸留和释放的容量与基于锂的析出和溶解的容量之和来得到负极的容量的二次电池等。
另外,虽然对于使用锂作为电极反应物质的情况进行了说明,但是不限于此。电极反应物质例如可以为钠和钾等长周期型周期表中的其它第一族元素,也可以为镁和钙等长周期型周期表中的第二族元素,还可以为铝等其它轻金属。另外,电极反应物质可以是包含上述一系列元素中的任意一种或两种以上的合金。
需要说明的是,本说明书中所记载的效果只不过是例示,并不受限定,另外,可以具有其它效果。
需要说明的是,本技术也能够采用如下的构成。
(1)一种二次电池,具备:
电池元件,包括正极、负极以及电解液;
收纳部件,收纳所述电池元件;以及
安全阀机构,安装于所述收纳部件,
所述安全阀机构包括:
阀部件,包括能够开口的开口阀部;以及
开口部件,包括多个开口部和多个突起部,其中,该多个开口部在与所述开口阀部相对的区域中以该区域的中心为基点呈放射状配置,该多个突起部在所述多个开口部的外侧的区域中以所述中心为基点呈放射状配置并朝着所述多个开口部突出,
所述开口部的数量和所述突起部的数量相互相同,并且
所述多个开口部的各个和所述多个突起部的各个在朝着所述中心的方向上相互相对。
(2)如上述(1)所述的二次电池,其中,
所述开口部的数量为6个以上且8个以下,
并且所述述突起部的数量为6个以上且8个以下。
(3)如上述(1)或(2)所述的二次电池,其中,
通过下式(1)计算出的所述多个开口部的开口率(%)为20%以上且60%以下。
开口率(%)=(P1/P2)×100……(1)
(P1是各开口部的开口面积的总和。P2是开口阀部的面积。)
(4)如上述(1)至(3)中任一项所述的二次电池,其中,
为锂离子二次电池。
(5)一种电池组,具备:
上述(1)至(4)中任一项所述的二次电池;
控制部,控制所述二次电池的动作;以及
开关部,根据所述控制部的指示来切换所述二次电池的动作。
(6)一种电动车辆,具备:
上述(1)至(4)中任一项所述的二次电池;
转换部,将从所述二次电池供给的电力转换为驱动力;
驱动部,根据所述驱动力而进行驱动;以及
控制部,控制所述二次电池的动作。
(7)一种蓄电系统,具备:
上述(1)至(4)中任一项所述的二次电池;
从所述二次电池供给电力的一种或两种以上的电气设备;以及,
控制部,控制从所述二次电池向所述电气设备的电力供给。
(8)一种电动工具,具备:
上述(1)至(4)中任一项所述的二次电池;以及
从所述二次电池供给电力的可动部。
(9)一种电子设备,具备上述(1)至(4)中任一项所述的二次电池作为供电电源。
本申请以在日本特许厅于2016年12月16日申请的日本专利申请第2016-244511号为基础并要求优先权,该申请的全部内容援引到本申请中作为参照。
本领域技术人员能够根据设计上的要求或其它因素而想到各种修改、组合、子组合和改变,应当理解为这些包含在附加的权利要求书的要旨或其等同物的范围内。
Claims (8)
1.一种二次电池,具备:
电池元件,包括正极、负极以及电解液;
收纳部件,收纳所述电池元件;以及
安全阀机构,安装于所述收纳部件,
所述安全阀机构包括:
阀部件,包括能够开口的开口阀部;以及
开口部件,包括多个开口部和多个突起部,所述多个开口部在所述开口部件的中央部中的、与所述开口阀部相对的区域中以该区域的中心为基点呈放射状配置,所述多个突起部在所述多个开口部的外侧的区域中以所述中心为基点呈放射状配置并朝着所述多个开口部突出,
所述开口部的数量和所述突起部的数量相互相同,并且
所述多个开口部的各个和所述多个突起部的各个在朝着所述中心的方向上相互相对,
所述开口部的数量为6个以上且8个以下,并且
所述突起部的数量为6个以上且8个以下,
所述多个开口部和所述多个突起部在沿着所述开口部件的外缘的方向上隔开规定的间隔,
在从所述开口部件的外周部到所述中央部的范围内,在所述开口部件部分地去除后的部位设置有与所述多个开口部不同的开口部,并且由所述外周部的残留部分形成所述突起部。
2.根据权利要求1所述的二次电池,其中,
通过下面的式(1)计算出的所述中央部的所述多个开口部的开口率(%)为20%以上且60%以下,
开口率(%)=(P1/P2)×100……(1),
P1是各开口部的开口面积的总和,P2是开口阀部的开口部的面积。
3.根据权利要求1所述的二次电池,其中,
为锂离子二次电池。
4.一种电池组,具备:
二次电池;
控制部,控制所述二次电池的动作;以及
开关部,根据所述控制部的指示来切换所述二次电池的动作,
所述二次电池具备:
电池元件,包括正极、负极以及电解液;
收纳部件,收纳所述电池元件;以及
安全阀机构,安装于所述收纳部件,
所述安全阀机构包括:
阀部件,包括能够开口的开口阀部;以及
开口部件,包括多个开口部和多个突起部,所述多个开口部在所述开口部件的中央部中的、与所述开口阀部相对的区域中以该区域的中心为基点呈放射状配置,所述多个突起部在所述多个开口部的外侧的区域中以所述中心为基点呈放射状配置并朝着所述多个开口部突出,
所述开口部的数量和所述突起部的数量相互相同,并且
所述多个开口部的各个和所述多个突起部的各个在朝着所述中心的方向上相互相对,
所述开口部的数量为6个以上且8个以下,并且
所述突起部的数量为6个以上且8个以下,
所述多个开口部和所述多个突起部在沿着所述开口部件的外缘的方向上隔开规定的间隔,
在从所述开口部件的外周部到所述中央部的范围内,在所述开口部件部分地去除后的部位设置有与所述多个开口部不同的开口部,并且由所述外周部的残留部分形成所述突起部。
5.一种电动车辆,具备:
二次电池;
转换部,将从所述二次电池供给的电力转换为驱动力;
驱动部,根据所述驱动力进行驱动;以及
控制部,控制所述二次电池的动作,
所述二次电池具备:
电池元件,包括正极、负极以及电解液;
收纳部件,收纳所述电池元件;以及
安全阀机构,安装于所述收纳部件,
所述安全阀机构包括:
阀部件,包括能够开口的开口阀部;以及
开口部件,包括多个开口部和多个突起部,所述多个开口部在所述开口部件的中央部中的、与所述开口阀部相对的区域中以该区域的中心为基点呈放射状配置,所述多个突起部在所述多个开口部的外侧的区域中以所述中心为基点呈放射状配置并朝着所述多个开口部突出,
所述开口部的数量和所述突起部的数量相互相同,并且
所述多个开口部的各个和所述多个突起部的各个在朝着所述中心的方向上相互相对,
所述开口部的数量为6个以上且8个以下,并且
所述突起部的数量为6个以上且8个以下,
所述多个开口部和所述多个突起部在沿着所述开口部件的外缘的方向上隔开规定的间隔,
在从所述开口部件的外周部到所述中央部的范围内,在所述开口部件部分地去除后的部位设置有与所述多个开口部不同的开口部,并且由所述外周部的残留部分形成所述突起部。
6.一种蓄电系统,具备:
二次电池;
一种或两种以上的电气设备,从所述二次电池供给电力;以及
控制部,控制从所述二次电池向所述电气设备的电力供给,
所述二次电池,具备:
电池元件,包括正极、负极以及电解液;
收纳部件,收纳所述电池元件;以及
安全阀机构,安装于所述收纳部件,
所述安全阀机构包括:
阀部件,包括能够开口的开口阀部;以及
开口部件,包括多个开口部和多个突起部,所述多个开口部在所述开口部件的中央部中的、与所述开口阀部相对的区域中以该区域的中心为基点呈放射状配置,所述多个突起部在所述多个开口部的外侧的区域中以所述中心为基点呈放射状配置并朝着所述多个开口部突出,
所述开口部的数量和所述突起部的数量相互相同,并且
所述多个开口部的各个和所述多个突起部的各个在朝着所述中心的方向上相互相对,
所述开口部的数量为6个以上且8个以下,并且
所述突起部的数量为6个以上且8个以下,
所述多个开口部和所述多个突起部在沿着所述开口部件的外缘的方向上隔开规定的间隔,
在从所述开口部件的外周部到所述中央部的范围内,在所述开口部件部分地去除后的部位设置有与所述多个开口部不同的开口部,并且由所述外周部的残留部分形成所述突起部。
7.一种电动工具,具备:
二次电池;以及
可动部,从所述二次电池供给电力,
所述二次电池,具备:
电池元件,包括正极、负极以及电解液;
收纳部件,收纳所述电池元件;以及
安全阀机构,安装于所述收纳部件,
所述安全阀机构包括:
阀部件,包括能够开口的开口阀部;以及
开口部件,包括多个开口部和多个突起部,所述多个开口部在所述开口部件的中央部中的、与所述开口阀部相对的区域中以该区域的中心为基点呈放射状配置,所述多个突起部在所述多个开口部的外侧的区域中以所述中心为基点呈放射状配置并朝着所述多个开口部突出,
所述开口部的数量和所述突起部的数量相互相同,并且
所述多个开口部的各个和所述多个突起部的各个在朝着所述中心的方向上相互相对,
所述开口部的数量为6个以上且8个以下,并且
所述突起部的数量为6个以上且8个以下,
所述多个开口部和所述多个突起部在沿着所述开口部件的外缘的方向上隔开规定的间隔,
在从所述开口部件的外周部到所述中央部的范围内,在所述开口部件部分地去除后的部位设置有与所述多个开口部不同的开口部,并且由所述外周部的残留部分形成所述突起部。
8.一种电子设备,具备二次电池作为电力供给源,
所述二次电池具备:
电池元件,包括正极、负极以及电解液;
收纳部件,收纳所述电池元件;以及
安全阀机构,安装于所述收纳部件,
所述安全阀机构包括:
阀部件,包括能够开口的开口阀部;以及
开口部件,包括多个开口部和多个突起部,所述多个开口部在所述开口部件的中央部中的、与所述开口阀部相对的区域中以该区域的中心为基点呈放射状配置,所述多个突起部在所述多个开口部的外侧的区域中以所述中心为基点呈放射状配置并朝着所述多个开口部突出,
所述开口部的数量和所述突起部的数量相互相同,并且
所述多个开口部的各个和所述多个突起部的各个在朝着所述中心的方向上相互相对,
所述开口部的数量为6个以上且8个以下,并且
所述突起部的数量为6个以上且8个以下,
所述多个开口部和所述多个突起部在沿着所述开口部件的外缘的方向上隔开规定的间隔,
在从所述开口部件的外周部到所述中央部的范围内,在所述开口部件部分地去除后的部位设置有与所述多个开口部不同的开口部,并且由所述外周部的残留部分形成所述突起部。
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