JP2000067839A - 二次電池 - Google Patents

二次電池

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスケットとキャップアセンブリが接触され
る部分の密閉性を強化して液体電解質の露出が防止され
る二次電池を提供する。 【解決手段】 正極、負極およびセパレータを共に巻き
取られた電極ロールと液体電解質が収納されたカンの上
側開口をガスケットが介されたキャップアセンブリで密
封する構造からなる二次電池であって、前記キャップア
センブリとガスケットとのあいだに形成される高分子密
閉補強材を含む二次電池。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は二次電池に関する。
さらに詳しくは、電池の密閉性を向上させて液体電解質
の漏出を防止し、電池の安全性を向上させることができ
る二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】二次電池は再充電、小型化および大容量
化ができるものであり、代表的なものでは、ニッケル水
素（Ｎｉ−ＭＨ）電池、リチウム（Ｌｉ）電池、および
リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池が使用されてい
る。
【０００３】二次電池として広く知られたリチウムイオ
ン電池は、正極活物質でリチウム−遷移金属酸化物が使
用され、負極活物質で炭素または炭素複合体が用いら
れ、そのあいだに有機溶媒にリチウム塩を溶かす液体電
解質が注入される。このようなリチウムイオン電池は、
前記正極と負極とのあいだをリチウムイオンが移動して
起電力が発生して充電および放電がなされる。
【０００４】図４は、従来より知られているリチウムイ
オン電池の構造を示している。正極とセパレ−タおよび
負極が共に巻き取られた電極ロール６２は液体電解質と
ともに前記負極と接続されたカン６４の内部に収納さ
れ、そのカン６４の上部には前記正極と接続されたキャ
ップアセンブリ６６が設けられる。
【０００５】キャップアセンブリ６６はガスケット６８
を介してカン６４と絶縁され、キャップカバー７０、電
流制限器７２および安全弁を備えるプレート７４が順に
積層された状態でカン６４の上部をクリンピング（ｃｒ
ｉｍｐｉｎｇ）することによりアセンブリおよび密封さ
れる。前記安全弁を備えるプレート７４の下部には絶縁
体７６を介して電流遮断器７８が付着される。電流遮断
器７８は正極との接続をするために組立前に正極タップ
８０と溶接される。
【０００６】このように設けられたリチウムイオン電池
は内部の密閉性を確保し、液体電解質の漏出を防止する
ためにガスケット６８とキャップアセンブリ６６とのあ
いだにタール８２を塗り、ガスケット６８を所定圧力で
加圧および圧縮する。しかし、ガスケット６８のあいだ
に染み込む酸性の電解液とタール８２とのあいだの反応
によりタール８２が解けたり電池の充放電時に発生する
熱がタール８２を溶かして電池の密閉性に問題が発生す
るおそれがある。
【０００７】したがって、電池の充放電時に内部圧力が
大きくなる場合、電池内圧が徐々に高まるある時点に安
全弁を破裂させて電解液を漏出させて安全性を確保すべ
きであるが、タールが解ける場合には圧力が漏れ出るの
で安全弁を破裂させることができず、電池内部の瞬間的
な発熱反応による内圧の急激な増加で電池が爆発するこ
とがあり得る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の問題点
を解決するためのものとして、ガスケットとキャップア
センブリが接触する部分の密閉性を強化して液体電解質
の露出が防止される二次電池を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かかる目的を実現するた
めに本発明は正極、負極およびセパレータが共に巻き取
られた電極ロールと液体電解質が収納されたカンの上側
開口をガスケットが介されたキャップアセンブリで密封
する構造からなる二次電池であって、キャップアセンブ
リの外周にコーティングされた高分子密閉補強材を含む
二次電池を提供する。
【００１０】ここで、キャップアセンブリは下部から安
全弁を備えるプレート、電流制限器およびキャップカバ
ーが積層される。また、安全弁を備えるプレートの下部
に絶縁体と電流遮断器をさらに追加して配置させること
ができる。
【００１１】この際、キャップアセンブリの外周にコー
ティングされる高分子密閉補強材はフッ化物、ポリイミ
ド、テフロン（商品名）などのポリテトラフルオロエチ
レン、ポリエチレンおよびポリプロピレンのうちから選
ばれた１つを使用できる。
【００１２】本発明の特徴として、前記キャップアセン
ブリは下部から安全弁を備えるプレート、電流制限器お
よびキャップカバーが順に積層され、これらのうち、少
なくとも１つとガスケットが接触する部分に高分子密閉
補強材をコーティングすることができる。
【００１３】望ましくは前記高分子密閉補強材はキャッ
プカバーの上断面および電流制限器の下断面の角に延長
してコーティングされることができる。また、安全弁を
備えるプレートは絶縁体を介してその下部に電流遮断器
を結合させることができ、電流遮断器の側面と下断面の
一部分の中でガスケットと接触する部分を高分子密閉補
強材でコーティングすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実現するための望
ましい実施の形態を添付した図面に基づいて詳細に説明
する。
【００１５】実施の形態１ 図１は本発明の二次電池の一部を部分切開した斜視説明
図である。本実施の形態にかかわる二次電池は正極、負
極およびセパレータが共に巻き取られた電極ロール２４
が収納されるカン２６と、そのカン２６の開口内側に挿
入され、ガスケット２８を介して絶縁された状態で結合
されるキャップアセンブリ３０とからなり、その内部に
は液体電解質が挿入される。前記ガスケット２８は通常
の高分子材料を使用している。
【００１６】ここで、本発明のキャップアセンブリ３０
は上部からキャップカバー３２と電流制限器３４および
安全弁を備えたプレート３６の順に積層されるものであ
り、これらは通常の金属材料のうちの１つからなる。こ
のようなキャップアセンブリ３０とガスケット２８との
密閉性を確保するためにキャップアセンブリ３０の外周
を本発明の特徴である高分子密閉補強材３８で包むよう
にコーティングする。
【００１７】本実施の形態における高分子密閉補強材３
８はキャップカバー３２と電流制限器３４およびプレー
ト３６の外周面で構成されるキャップアセンブリの外周
にコーティングされる。高分子コーティングはキャップ
アセンブリ３０がカン２６に設置される前に行われ、こ
の高分子コーティングはガスケット２８に物理的な力を
加えてクリンピングする従来の方法に比べて非常に優秀
な結合を提供する。
【００１８】すなわち、本発明によると、ガスケット２
８はカン２６の上部がクリンプされる前に高分子コーテ
ィングされるキャップアセンブリ３０の周りに配置され
る。したがって、従来と異なり、ガスケット２８はそれ
と同一な材料からなるキャップアセンブリ３０のコーテ
ィング面に圧着され、その接触面が融合されて非常に密
接に密封される。
【００１９】前記高分子密閉補強材３８は、前記ガスケ
ット２８を構成する材料と同一であるもの、たとえば、
フッ化物、ポリイミド、テフロン（商品名）などのポリ
テトラフルオロエチレン、ポリエチレンおよびポリプロ
ピレンのうちの１つを使用することができる。
【００２０】このように設けられたキャップアセンブリ
３０は、電極ロール２４が収納されたカン２６の上側開
口に積層され、安全弁を備えたプレート３６と電極ロー
ル２４の正極が正極リッド４０で連結された状態でカン
２６の内部に液体電解質を注入し、真空を維持した状態
に開口をクリンピングすることにより組み立てられる。
【００２１】実施の形態２ 図２は本発明の二次電池の他の実施の形態であり、電流
遮断器４６が附加的に設けられた以外は実施の形態１と
同一の構造を有する。すなわち、この実施の形態の二次
電池は前述した実施の形態１のキャップアセンブリ３０
の安全弁を備えたプレート３６の下部に絶縁体４４を介
し、絶縁体４４の下部に電流遮断器４６がプレート３６
の中心部と溶接結合された構成を含んでおり、電流遮断
による安全手段をさらに確保している。このようなキャ
ップアセンブリ４２も本発明の特徴によりキャップアセ
ンブリ４２の外周を高分子密閉補強材３８が包むように
コーティングされる。この実施の形態では、キャップア
センブリ４２の外周は絶縁体４４と電流遮断器４６の外
周面をさらに含むものである。高分子密閉補強材３８は
前述した実施の形態１のキャップアセンブリ３０にコー
ティングされたものと同一の物質を使用することができ
る。
【００２２】実施の形態３ 本発明の二次電池のさらに他の実施の形態を図３に示し
た。この実施の形態の二次電池はカン４８の上側開口に
前述した実施の形態２の構造と同一のキャップアセンブ
リ５０がクリンピングされる。前述した実施の形態１と
実施の形態２ではキャップカバー、電流制限器、プレー
ト、絶縁体および電流遮断器などが組み立てられた状態
でキャップアセンブリ３０、４２の外周全体が高分子密
閉補強材３８で一度にコーティングされたが、実施の形
態３では各々の外周に高分子密閉補強材３８が別にコー
ティングされたのち組み立てられる方式を現わしてい
る。望ましくは本発明の目的にしたがって前述した実施
の形態２のキャップアセンブリ４２の部品のうち、通常
の金属材料からなるキャップカバー３２、安全弁を備え
たプレート３６および電流遮断器４６がガスケット２８
と接触される円周面で高分子密閉補強材３８でコーティ
ングされる。
【００２３】前記高分子密閉補強材３８も前記ガスケッ
ト２８を構成する材料と同一であるもの、たとえば、フ
ッ化物、ポリイミド、テフロン（商品名）などのポリフ
ルオロエチレン、ポリエチレンおよびポリプロピレンの
うちの１つを使用することができる。
【００２４】より望ましくは、さらに向上された密閉性
を保障するためにガスケット２８と接触されるキャップ
カバー３２の上面の一部分と、電流遮断器４６の下面の
一部分にも高分子密閉補強材３８をコーティングする。
したがって、カン２６の開口をクリンピングするとき、
加わる圧力により前記ガスケット２８とこれと同一の材
質のキャップアセンブリ３０にコーティングされた高分
子密閉補強材３８は互いに堅固に密着されるのである。
【００２５】したがって、ガスケット２８とキャップア
センブリ５０との接触部分にタールを塗らなくてもカン
４８の内部に注入される液体電解質の露出を防止して電
池の安全性を確保することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明にかかわる実施の形
態は従来の問題点を実質的に解消している。
【００２７】すなわち、キャップアセンブリを構成する
キャップカバー、安全弁を備えたプレートおよび電流遮
断器の各々の外周面またはこれらの部品を組み立てた全
体の外周にガスケットと同一の材質の高分子密閉補強材
をコーティングするので、カンの開口をクリンピングす
るときに加わる圧力により互いに堅固に密着されて二次
電池の密閉性を保障するとともに電池の安全性を確保す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二次電池の一実施の形態を部分切開し
て示す斜視説明図である。
【図２】本発明の二次電池の他の実施の形態を部分切開
して示す斜視説明図である。
【図３】本発明の二次電池のさらに他の実施の形態を示
す側断面説明図である。
【図４】従来の二次電池の断面図である。
【符号の説明】
２４ 電極ロール ２６、４８ カン ２８ ガスケット ３０、４２、５０ キャップアセンブリ ３２ キャップカバー ３４ 電流制限器 ３６ 安全弁を備えたプレート ３８ 密閉補強材 ４０ 正極リッド ４４ 絶縁体 ４６ 電流遮断器

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 正極、負極およびセパレータが共に巻き
    取られた電極ロールと液体電解質が収納されたカンの上
    側開口をガスケットが介されたキャップアセンブリで密
    封する構造からなる二次電池であって、前記キャップア
    センブリとガスケットとのあいだに形成される高分子密
    閉補強材を含む二次電池。
  2. 【請求項２】 前記高分子密閉補強材が、前記キャップ
    アセンブリの外周にコーティングされてなる請求項１記
    載の二次電池。
  3. 【請求項３】 前記キャップアセンブリが、下部から安
    全弁を備えるプレート、電流制限器およびキャップカバ
    ーが積層された構造からなる請求項１記載の二次電池。
  4. 【請求項４】 前記キャップアセンブリが、安全弁を備
    えるプレートの下部に絶縁体と電流遮断器がさらに配置
    されてなる請求項２記載の二次電池。
  5. 【請求項５】 前記高分子密閉補強材が、フッ化物、ポ
    リイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン
    およびポリプロピレンのうちの１つである請求項１記載
    の二次電池。
  6. 【請求項６】 前記高分子密閉補強材が、キャップカバ
    ー、電流制限器およびプレートの少なくとも１つの外周
    にコーティングされてなる請求項３記載の二次電池。
  7. 【請求項７】 前記高分子密閉補強材が、キャップカバ
    ー、電流制限器およびプレートの外周で構成されるキャ
    ップアセンブリの外周にコーティングされてなる請求項
    ３記載の二次電池。
  8. 【請求項８】 前記高分子密閉補強材が、フッ化物、ポ
    リイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン
    およびポリプロピレンのうちの１つである請求項６また
    は７記載の二次電池。
  9. 【請求項９】 前記高分子密閉補強材が、前記ガスケッ
    トと接触されるキャップカバーの上段面と電流制限器の
    下段面の角に延長してコーティングされてなる請求項７
    記載の二次電池。
  10. 【請求項１０】 前記高分子密閉補強材が、キャップカ
    バー、電流制限器、プレート、絶縁体および電流遮断器
    の少なくとも１つの外周にコーティングされてなる請求
    項４記載の二次電池。
  11. 【請求項１１】 前記高分子密閉補強材が、キャップカ
    バー、電流制限器、プレート、絶縁体および電流遮断器
    の外周で構成されるキャップアセンブリの外周にコーテ
    ィングされてなる請求項４記載の二次電池。
  12. 【請求項１２】 前記高分子密閉補強材が、ガスケット
    と接触されるキャップカバーの上段面と電流遮断器の下
    断面の角に延長してコーティングされてなる請求項１１
    記載の二次電池。
  13. 【請求項１３】 前記高分子密閉補強材が、フッ化物、
    ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレ
    ンおよびポリプロピレンのうちの１つである請求項１０
    また１１記載の二次電池。
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