JP2000067847A - 二次電池及び組電池 - Google Patents
二次電池及び組電池Info
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- JP2000067847A JP2000067847A JP10238092A JP23809298A JP2000067847A JP 2000067847 A JP2000067847 A JP 2000067847A JP 10238092 A JP10238092 A JP 10238092A JP 23809298 A JP23809298 A JP 23809298A JP 2000067847 A JP2000067847 A JP 2000067847A
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】安全性の高い電池構造を有する高エネルギー二
次電池を提供する。 【解決手段】正極あるいは負極の集電部に低融点材料が
取付けられ、電池の自己発熱により電池温度が所定の範
囲となった場合、溶融材料が溶解することによって、前
記正極あるいは負極の電気的導通を遮断することを特徴
とする二次電池。
次電池を提供する。 【解決手段】正極あるいは負極の集電部に低融点材料が
取付けられ、電池の自己発熱により電池温度が所定の範
囲となった場合、溶融材料が溶解することによって、前
記正極あるいは負極の電気的導通を遮断することを特徴
とする二次電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は二次電池、特に、ポ
ータブル機器，電気自動車，電力貯蔵等の電源に用いる
に好適な、高エネルギー密度の二次電池、とりわけリチ
ウム二次電池に関わる。
ータブル機器，電気自動車，電力貯蔵等の電源に用いる
に好適な、高エネルギー密度の二次電池、とりわけリチ
ウム二次電池に関わる。
【０００２】
【従来の技術】電池を搭載する機器の充電回路が故障す
ることが原因で、電池の充電終止が検知されずに過充電
状態に陥る恐れがある。電池が過充電となった場合は、
電池内部で電解液の分解反応が起こり内圧が上昇した
り、電池温度が上昇するなどして、電池が破裂すること
や発火するなど事故を引き起こす可能性がある。
ることが原因で、電池の充電終止が検知されずに過充電
状態に陥る恐れがある。電池が過充電となった場合は、
電池内部で電解液の分解反応が起こり内圧が上昇した
り、電池温度が上昇するなどして、電池が破裂すること
や発火するなど事故を引き起こす可能性がある。
【０００３】このような事故を防ぐため、電池に内圧開
放弁を備え、所定の圧力より内圧が上昇した場合、開放
弁が働き発生ガスを電池外部へ放出し、電池の破裂を防
止することがニッケルカドミウム電池，ニッケル水素電
池やリチウムイオン電池で行われている。また、特開平
4−328279 号公報記載のように、リチウムイオン電池で
は、温度が上昇すると電気抵抗が増加するＰＴＣ素子を
有する保護素子を備え、電池温度が上昇した場合に通電
電流を減衰させ電池の発火，破裂を防止する工夫が施さ
れている。また、特開平6−203827 号公報記載のよう
に、非水電解液電池の電極体の巻芯空間部に温度ヒュー
ズを配置し、過充電や短絡による破裂を防止している。
放弁を備え、所定の圧力より内圧が上昇した場合、開放
弁が働き発生ガスを電池外部へ放出し、電池の破裂を防
止することがニッケルカドミウム電池，ニッケル水素電
池やリチウムイオン電池で行われている。また、特開平
4−328279 号公報記載のように、リチウムイオン電池で
は、温度が上昇すると電気抵抗が増加するＰＴＣ素子を
有する保護素子を備え、電池温度が上昇した場合に通電
電流を減衰させ電池の発火，破裂を防止する工夫が施さ
れている。また、特開平6−203827 号公報記載のよう
に、非水電解液電池の電極体の巻芯空間部に温度ヒュー
ズを配置し、過充電や短絡による破裂を防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ポータブル機器の駆動
電源として利用されている二次電池には、さらなる高エ
ネルギー密度が要求される一方で、電気自動車や深夜電
力の電力貯蔵等の電源システムへ応用するための大型二
次電池の開発が期待されている。しかし、このような高
エネルギー密度あるいは大型の二次電池の十分な安全性
を確保するためには、従来技術のみでは不十分であると
考えられる。その理由として、安全弁の動作圧力あるい
はＰＴＣ素子抵抗のばらつきによって、信頼性が低下し
てしまうことが挙げられるためである。ポータブル機器
に使用される小型電池では充電エネルギーが限られるた
め、安全機能に多少のばらつきを有していても、安全機
能が作動すれば事故を防ぐことが可能である。しかしな
がら、高エネルギー密度あるいは大型の二次電池の場合
は、これらのばらつきによって電流遮断のタイミングが
多少でも遅延することによって、大きな事故が引き起こ
る確率が高くなると考えられる。また、前述の温度ヒュ
ーズを用いる場合、電気容器内で温度ヒューズのための
大きな容積が必要とされるという課題がある。
電源として利用されている二次電池には、さらなる高エ
ネルギー密度が要求される一方で、電気自動車や深夜電
力の電力貯蔵等の電源システムへ応用するための大型二
次電池の開発が期待されている。しかし、このような高
エネルギー密度あるいは大型の二次電池の十分な安全性
を確保するためには、従来技術のみでは不十分であると
考えられる。その理由として、安全弁の動作圧力あるい
はＰＴＣ素子抵抗のばらつきによって、信頼性が低下し
てしまうことが挙げられるためである。ポータブル機器
に使用される小型電池では充電エネルギーが限られるた
め、安全機能に多少のばらつきを有していても、安全機
能が作動すれば事故を防ぐことが可能である。しかしな
がら、高エネルギー密度あるいは大型の二次電池の場合
は、これらのばらつきによって電流遮断のタイミングが
多少でも遅延することによって、大きな事故が引き起こ
る確率が高くなると考えられる。また、前述の温度ヒュ
ーズを用いる場合、電気容器内で温度ヒューズのための
大きな容積が必要とされるという課題がある。
【０００５】本発明の目的は、安全性の高い電池構造を
有する二次電池を提供することである。
有する二次電池を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、正極と
負極及び、前記正極と負極の間にセパレータを介して配
置され構成される電極群が、センターピンを介して巻回
され、電池外装缶あるいは外装容器内に収められ、前記
正極あるいは負極の集電部のセンターピン内に所定温度
で溶融する溶融材料を有することである。
負極及び、前記正極と負極の間にセパレータを介して配
置され構成される電極群が、センターピンを介して巻回
され、電池外装缶あるいは外装容器内に収められ、前記
正極あるいは負極の集電部のセンターピン内に所定温度
で溶融する溶融材料を有することである。
【０００７】本発明のその他の特徴は、電池の自己発熱
により電池温度が７０〜２００℃の範囲となった場合、
該温度範囲で前記溶融材料が溶解することによって、前
記正極あるいは負極の電気的導通を遮断することであ
る。
により電池温度が７０〜２００℃の範囲となった場合、
該温度範囲で前記溶融材料が溶解することによって、前
記正極あるいは負極の電気的導通を遮断することであ
る。
【０００８】本発明のその他の特徴は、正極と負極及
び、前記正極と負極の間にセパレータを介して配置され
構成される電極群が、電池外装缶あるいは外装容器内に
収められた二次電池において、正極あるいは負極集電部
がバネ接点構造を有し、所定温度で溶融する溶融材料が
前記バネ接点構造を電気的に閉回路状態で固定して、前
記溶融材料が電気絶縁性であることである。
び、前記正極と負極の間にセパレータを介して配置され
構成される電極群が、電池外装缶あるいは外装容器内に
収められた二次電池において、正極あるいは負極集電部
がバネ接点構造を有し、所定温度で溶融する溶融材料が
前記バネ接点構造を電気的に閉回路状態で固定して、前
記溶融材料が電気絶縁性であることである。
【０００９】本発明のその他の特徴は、前記バネ接点構
造と前記溶融材料がセンターピン内に設けられたことで
ある。
造と前記溶融材料がセンターピン内に設けられたことで
ある。
【００１０】本発明のその他の特徴は、正極と負極及
び、前記正極と負極の間にセパレータを介して配置され
構成される電極群が、電池外装缶あるいは外装容器内に
収められた二次電池において、電気絶縁性の溶融材料が
取付けられる前記集電部がバネ接点構造あるいは圧力弁
構造を有し、電池温度が７０〜２００℃に上昇した際、
前記溶融材料が溶解しその際の前記溶解材料の体積変化
によって、前記集電部のバネあるいは圧力弁を作動さ
せ、電気的接点を開回路状態とし、前記正極あるいは負
極の電気的導通を遮断することである。
び、前記正極と負極の間にセパレータを介して配置され
構成される電極群が、電池外装缶あるいは外装容器内に
収められた二次電池において、電気絶縁性の溶融材料が
取付けられる前記集電部がバネ接点構造あるいは圧力弁
構造を有し、電池温度が７０〜２００℃に上昇した際、
前記溶融材料が溶解しその際の前記溶解材料の体積変化
によって、前記集電部のバネあるいは圧力弁を作動さ
せ、電気的接点を開回路状態とし、前記正極あるいは負
極の電気的導通を遮断することである。
【００１１】本発明のその他の特徴は、正極と負極及
び、前記正極と負極の間にセパレータを介して配置され
構成される電極群が、電池外装缶あるいは外装容器内に
収められた二次電池において、電池温度が７０〜２００
℃に上昇し前記溶融材料が溶解して前記集電部の電気的
接点を開回路状態とし、前記正極あるいは負極の電気的
導通を遮断した後、電池温度が低下した場合、前記集電
部の電気的接点を再び閉回路状態に復帰することであ
る。
び、前記正極と負極の間にセパレータを介して配置され
構成される電極群が、電池外装缶あるいは外装容器内に
収められた二次電池において、電池温度が７０〜２００
℃に上昇し前記溶融材料が溶解して前記集電部の電気的
接点を開回路状態とし、前記正極あるいは負極の電気的
導通を遮断した後、電池温度が低下した場合、前記集電
部の電気的接点を再び閉回路状態に復帰することであ
る。
【００１２】本発明のその他の特徴は、正極と負極及
び、前記正極と負極の間にセパレータを介して配置され
構成される電極群が、電池外装缶あるいは外装容器内に
収められた二次電池において、少なくとも２種類以上の
溶融材料が集電部分に取付けられ、電池の温度上昇が所
定温度（Ｔ）に満たない場合、前記溶融材料の中でより
低温で溶解する材料が溶解して電気的導通を遮断し、そ
の後、電池温度が低下した場合は前記集電部の電気的接
点を再び閉回路状態に復帰し、一方、電池の温度上昇が
所定温度（Ｔ）を超えた場合は、前記溶融材料の中で高
温で溶解する材料が溶解し、再び電池温度が低下した場
合も、前記集電部の電気的接点を開回路状態のままと
し、電池が使用できなくなることである。
び、前記正極と負極の間にセパレータを介して配置され
構成される電極群が、電池外装缶あるいは外装容器内に
収められた二次電池において、少なくとも２種類以上の
溶融材料が集電部分に取付けられ、電池の温度上昇が所
定温度（Ｔ）に満たない場合、前記溶融材料の中でより
低温で溶解する材料が溶解して電気的導通を遮断し、そ
の後、電池温度が低下した場合は前記集電部の電気的接
点を再び閉回路状態に復帰し、一方、電池の温度上昇が
所定温度（Ｔ）を超えた場合は、前記溶融材料の中で高
温で溶解する材料が溶解し、再び電池温度が低下した場
合も、前記集電部の電気的接点を開回路状態のままと
し、電池が使用できなくなることである。
【００１３】本発明のその他の特徴は、前記の所定温度
Ｔが７０〜１００℃の範囲であることである。
Ｔが７０〜１００℃の範囲であることである。
【００１４】本発明のその他の特徴は、正極及び負極端
子以外に、所定の温度範囲で溶解する材料が取付けられ
た電流電圧端子が二次電池に設けられ、電池温度が該温
度範囲に上昇した際、該溶融材料が溶解して該電流電圧
端子が電気的に絶縁され、このことを検知することによ
って二次電池への通電を停止することである。
子以外に、所定の温度範囲で溶解する材料が取付けられ
た電流電圧端子が二次電池に設けられ、電池温度が該温
度範囲に上昇した際、該溶融材料が溶解して該電流電圧
端子が電気的に絶縁され、このことを検知することによ
って二次電池への通電を停止することである。
【００１５】本発明のその他の特徴は、溶融材料がニュ
ートン合金，ローゼ合金，ウッド合金あるいはリポウィ
ッ合金等のビスマス基合金あるいはパラフィンであるこ
とである。
ートン合金，ローゼ合金，ウッド合金あるいはリポウィ
ッ合金等のビスマス基合金あるいはパラフィンであるこ
とである。
【００１６】本発明のその他の特徴は、前記二次電池を
複数個を有する組電池である。
複数個を有する組電池である。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の二次電池は、正極と負極
及び、前記正極と負極の間にセパレータを介して配置さ
れ構成される電極群が、電池外装缶あるいは外装容器内
に収められた二次電池において、少なくとも前記正極あ
るいは負極の集電部に低融点材料を取付けて、電池発熱
により電池温度が７０〜２００℃の範囲となった場合、
該温度範囲で前記溶融材料が溶解することによって、前
記正極あるいは負極の電気的導通を遮断することを特徴
とする。
及び、前記正極と負極の間にセパレータを介して配置さ
れ構成される電極群が、電池外装缶あるいは外装容器内
に収められた二次電池において、少なくとも前記正極あ
るいは負極の集電部に低融点材料を取付けて、電池発熱
により電池温度が７０〜２００℃の範囲となった場合、
該温度範囲で前記溶融材料が溶解することによって、前
記正極あるいは負極の電気的導通を遮断することを特徴
とする。
【００１８】このような電池構成とする理由は、以下に
示す検討結果によるものである。すなわち、過充電時の
電池の温度及び内圧変化を分析した結果、まず、電池の
温度上昇が起こり、これに追従して内圧上昇が起こるこ
とが示された。従って、電池温度の変化を検知し、危険
な温度にまで電池温度が上昇した場合、電流を遮断する
ことによって過充電を停止することが、最も信頼性の高
い方法と考えられる。一方、温度を検知する手段として
溶融材料を用い、所定の融点で過充電の電流遮断を行う
方法は、従来方法に比べ全くばらつきのない信頼性の高
いものと言える。そこで、溶融材料を正極あるいは負極
の集電部分の接点に取付け、温度上昇時に溶融材料が溶
け接点を開放し電流遮断を行う方法は、ＰＴＣ素子を用
いる方法に比べより確実な方法と言える。また、ＰＴＣ
素子では、抵抗が大きく増加しても微弱電流が継続的に
通電されるため過充電が完全に停止するわけではない
が、本発明の構成では接点部分が開放されるため過充電
は完全に停止させることができ、この面でも安全性が高
いと言える。
示す検討結果によるものである。すなわち、過充電時の
電池の温度及び内圧変化を分析した結果、まず、電池の
温度上昇が起こり、これに追従して内圧上昇が起こるこ
とが示された。従って、電池温度の変化を検知し、危険
な温度にまで電池温度が上昇した場合、電流を遮断する
ことによって過充電を停止することが、最も信頼性の高
い方法と考えられる。一方、温度を検知する手段として
溶融材料を用い、所定の融点で過充電の電流遮断を行う
方法は、従来方法に比べ全くばらつきのない信頼性の高
いものと言える。そこで、溶融材料を正極あるいは負極
の集電部分の接点に取付け、温度上昇時に溶融材料が溶
け接点を開放し電流遮断を行う方法は、ＰＴＣ素子を用
いる方法に比べより確実な方法と言える。また、ＰＴＣ
素子では、抵抗が大きく増加しても微弱電流が継続的に
通電されるため過充電が完全に停止するわけではない
が、本発明の構成では接点部分が開放されるため過充電
は完全に停止させることができ、この面でも安全性が高
いと言える。
【００１９】ここで、リチウム二次電池では、過充電に
より電池温度が７０〜２００℃の範囲まで上昇すると、
発火，破裂に至る可能性が高くなるため、少なくともこ
の温度範囲で電流遮断を行い過充電を停止することが必
要である。そのため、溶融材料の融点をこの範囲とする
ことが望ましい。
より電池温度が７０〜２００℃の範囲まで上昇すると、
発火，破裂に至る可能性が高くなるため、少なくともこ
の温度範囲で電流遮断を行い過充電を停止することが必
要である。そのため、溶融材料の融点をこの範囲とする
ことが望ましい。
【００２０】さらに、電池温度は電池缶表面より内部の
方が高いため、前記の溶融材料は電池缶の内部に具備す
ることが望ましく、さらに、中心部分に配置することが
最も望ましい。
方が高いため、前記の溶融材料は電池缶の内部に具備す
ることが望ましく、さらに、中心部分に配置することが
最も望ましい。
【００２１】溶融材料を取付ける方法は以下のような方
式が挙げられる。溶融材料を取付ける正極あるいは負極
集電部をバネ接点の構造とし、バネ部分の電気的接点が
閉回路状態となるように溶融材料で固定して、正極ある
いは負極の導通を保持する。電池温度が７０〜２００℃
に上昇した際、溶融材料が溶解して、集電部のバネ部分
の電気的接点が開回路状態となり、正極あるいは負極の
電気的導通を遮断し、過充電を停止することができる。
式が挙げられる。溶融材料を取付ける正極あるいは負極
集電部をバネ接点の構造とし、バネ部分の電気的接点が
閉回路状態となるように溶融材料で固定して、正極ある
いは負極の導通を保持する。電池温度が７０〜２００℃
に上昇した際、溶融材料が溶解して、集電部のバネ部分
の電気的接点が開回路状態となり、正極あるいは負極の
電気的導通を遮断し、過充電を停止することができる。
【００２２】また、溶融材料に導電性を有する材料、例
えば低融点合金を選択し、集電部の一部を溶融材料に置
き換える方法も本発明の一つである。正極あるいは負極
の集電部分を導電性の溶融材料で置き換え、正常な充放
電では導通を保持し、電池温度が７０〜２００℃に上昇
した際、溶融材料が溶解して集電部分が断線して、正極
あるいは負極の電気的導通を遮断することができる。
えば低融点合金を選択し、集電部の一部を溶融材料に置
き換える方法も本発明の一つである。正極あるいは負極
の集電部分を導電性の溶融材料で置き換え、正常な充放
電では導通を保持し、電池温度が７０〜２００℃に上昇
した際、溶融材料が溶解して集電部分が断線して、正極
あるいは負極の電気的導通を遮断することができる。
【００２３】別の方法として、固体から液体となる時に
体積変化が生ずる性質を応用することができる。溶融材
料が取付けられる集電部をバネ接点構造あるい圧力弁構
造として、電池温度が７０〜２００℃に上昇した際、溶
融材料が溶解しその時の体積変化によって、集電部のバ
ネあるい圧力弁を作動させ、電気的接点を開回路状態と
して、正極あるいは負極の電気的導通を遮断することが
できる。本方式は、従来方法の過充電時の分解ガスによ
って圧力弁を作動させる方法より、圧力変化を予め予測
することができるため、より信頼性の高い構成とするこ
とができる。また、本方式とした場合、電池温度が低下
した場合には、溶融材料が液体から固体に変化して、集
電部の電気的接点を再び閉回路状態に復帰することがで
きる。従って、電池温度が低下して電池が安全な状態と
なったとき、再び電池を使用することが可能である。
体積変化が生ずる性質を応用することができる。溶融材
料が取付けられる集電部をバネ接点構造あるい圧力弁構
造として、電池温度が７０〜２００℃に上昇した際、溶
融材料が溶解しその時の体積変化によって、集電部のバ
ネあるい圧力弁を作動させ、電気的接点を開回路状態と
して、正極あるいは負極の電気的導通を遮断することが
できる。本方式は、従来方法の過充電時の分解ガスによ
って圧力弁を作動させる方法より、圧力変化を予め予測
することができるため、より信頼性の高い構成とするこ
とができる。また、本方式とした場合、電池温度が低下
した場合には、溶融材料が液体から固体に変化して、集
電部の電気的接点を再び閉回路状態に復帰することがで
きる。従って、電池温度が低下して電池が安全な状態と
なったとき、再び電池を使用することが可能である。
【００２４】さらに、少なくとも融点の異なる２種類以
上の溶融材料を集電部分に取付け、復帰型，非復帰型の
２つの電気接点を直列接続することによって、ある所定
温度より電池の温度上昇が小さい場合は、復帰型の接点
のみが作動し電池温度が低下すると再び電池が使用で
き、逆に電池の温度上昇が大きい場合には、非復帰型の
接点までが作動する構成として電池が使用できなくなる
ようにすることが可能である。このような構成とする理
由は、電池の温度上昇が著しい場合は、電池が破損して
いる恐れがあり、再度、電池を使用することを避けるた
めである。また、電池を再度使用するかどうかの判断基
準となる上記の所定温度は７０〜１００℃の範囲であ
る。これは、この範囲を超える温度上昇が起こった電池
では、著しく電池性能が劣るか、若しくは、破損してい
る可能性があるためである。
上の溶融材料を集電部分に取付け、復帰型，非復帰型の
２つの電気接点を直列接続することによって、ある所定
温度より電池の温度上昇が小さい場合は、復帰型の接点
のみが作動し電池温度が低下すると再び電池が使用で
き、逆に電池の温度上昇が大きい場合には、非復帰型の
接点までが作動する構成として電池が使用できなくなる
ようにすることが可能である。このような構成とする理
由は、電池の温度上昇が著しい場合は、電池が破損して
いる恐れがあり、再度、電池を使用することを避けるた
めである。また、電池を再度使用するかどうかの判断基
準となる上記の所定温度は７０〜１００℃の範囲であ
る。これは、この範囲を超える温度上昇が起こった電池
では、著しく電池性能が劣るか、若しくは、破損してい
る可能性があるためである。
【００２５】ここで、上述とは別に、正極及び負極端子
以外の電流電圧端子を二次電池に設け、７０〜２００℃
の範囲で溶解する材料をこの電流電圧端子に取付ける方
法が挙げられる。電池温度が上昇した際、溶融材料が溶
解して該電流電圧端子が電気的に絶縁されるため、外部
からこのことを検知することによって、これまでに述べ
た方法と同じように、二次電池への過充電通電を停止す
ることができる。例えば、複数個の電池を組電池として
使用する場合、各電池に設けられた上述の電流電圧端子
と抵抗を直列接続しすることによって、正常状態ではあ
る電圧信号を検知しており、ここで、いずれかの電池が
温度上昇し電流端子部分の溶融材料が溶解した場合には
正常な電圧信号ではなくなるため、これによって過充電
の停止を行うことができる。
以外の電流電圧端子を二次電池に設け、７０〜２００℃
の範囲で溶解する材料をこの電流電圧端子に取付ける方
法が挙げられる。電池温度が上昇した際、溶融材料が溶
解して該電流電圧端子が電気的に絶縁されるため、外部
からこのことを検知することによって、これまでに述べ
た方法と同じように、二次電池への過充電通電を停止す
ることができる。例えば、複数個の電池を組電池として
使用する場合、各電池に設けられた上述の電流電圧端子
と抵抗を直列接続しすることによって、正常状態ではあ
る電圧信号を検知しており、ここで、いずれかの電池が
温度上昇し電流端子部分の溶融材料が溶解した場合には
正常な電圧信号ではなくなるため、これによって過充電
の停止を行うことができる。
【００２６】本発明で用いる溶融材料としては、１００
℃付近の低温から溶解するニュートン合金，ローゼ合
金，ウッド合金あるいはリポウィッ合金等のビスマス基
合金やパラフィン等が挙げられる。パラフィンは分子量
によって融点を変化させることが可能であり、過充電時
の電流遮断の温度を望ましい温度に選択することができ
る。
℃付近の低温から溶解するニュートン合金，ローゼ合
金，ウッド合金あるいはリポウィッ合金等のビスマス基
合金やパラフィン等が挙げられる。パラフィンは分子量
によって融点を変化させることが可能であり、過充電時
の電流遮断の温度を望ましい温度に選択することができ
る。
【００２７】また、本発明の二次電池の中で、正極及び
負極にリチウムイオンを可逆的に吸蔵放出できる材料を
用いたリチウム二次電池において、上述の安全機能を装
備することによって安全性が大きく改善されることが示
されており、リチウム二次電池に本発明の安全機能を備
えることが特に望ましい。
負極にリチウムイオンを可逆的に吸蔵放出できる材料を
用いたリチウム二次電池において、上述の安全機能を装
備することによって安全性が大きく改善されることが示
されており、リチウム二次電池に本発明の安全機能を備
えることが特に望ましい。
【００２８】上記リチウム二次電池の正極活物質として
は、化学式がＬｉＣｏＯ2，LiNiO2，ＬｉＣｏaＮｉ1-a
Ｏ2，ＬｉＭｎaＮｉ1-aＯ2，ＬｉＢaＮｉ1-aＯ2，Ｌｉ
ＡｌaＮｉ1-aＯ2，ＬｉＭｇbＣｏaＮｉ1-a-bＯ2，LiAlc
MgbCoaNi1-a-bO2，ＬｉＭｎcＭｇbＣｏaＮｉ1-a-bＯ2，
ＬｉＭｎ2Ｏ4，ＬｉＭｎＯ2（但しａは０.００１≦ａ≦
０.５，０.００１≦ｂ≦０.５，０.００１≦ｃ≦０.５
の範囲）等で示される化合物の少なくともいずれかを含
む場合、負極活物質としては黒鉛，コークス等の炭素材
料を含む場合が充放電の可逆性に優れ、かつ高エネルギ
ー密度のリチウム二次電池が実現できる。
は、化学式がＬｉＣｏＯ2，LiNiO2，ＬｉＣｏaＮｉ1-a
Ｏ2，ＬｉＭｎaＮｉ1-aＯ2，ＬｉＢaＮｉ1-aＯ2，Ｌｉ
ＡｌaＮｉ1-aＯ2，ＬｉＭｇbＣｏaＮｉ1-a-bＯ2，LiAlc
MgbCoaNi1-a-bO2，ＬｉＭｎcＭｇbＣｏaＮｉ1-a-bＯ2，
ＬｉＭｎ2Ｏ4，ＬｉＭｎＯ2（但しａは０.００１≦ａ≦
０.５，０.００１≦ｂ≦０.５，０.００１≦ｃ≦０.５
の範囲）等で示される化合物の少なくともいずれかを含
む場合、負極活物質としては黒鉛，コークス等の炭素材
料を含む場合が充放電の可逆性に優れ、かつ高エネルギ
ー密度のリチウム二次電池が実現できる。
【００２９】また、電解液としては、プロピレンカーボ
ネート，エチレンカーボネート，プロピレンカーボネー
ト，ジメチルカーボネート，ジエチルカーボネート，メ
チルエチルカーボネート，γ−ブチロラクトン，酢酸メ
チル，酢酸エチル，プロピオン酸メチル，プロピオン酸
エチル，ジメトキシエタンの少なくとも１種類以上を溶
媒、ＬｉＰＦ6，ＬｉＢＦ4，ＬｉＣｌＯ4，ＬｉＣＦ3Ｓ
Ｏ3 の少なくとも１種類以上を電解質として含むこと
が、電解液の電気伝導度が高く望ましい。
ネート，エチレンカーボネート，プロピレンカーボネー
ト，ジメチルカーボネート，ジエチルカーボネート，メ
チルエチルカーボネート，γ−ブチロラクトン，酢酸メ
チル，酢酸エチル，プロピオン酸メチル，プロピオン酸
エチル，ジメトキシエタンの少なくとも１種類以上を溶
媒、ＬｉＰＦ6，ＬｉＢＦ4，ＬｉＣｌＯ4，ＬｉＣＦ3Ｓ
Ｏ3 の少なくとも１種類以上を電解質として含むこと
が、電解液の電気伝導度が高く望ましい。
【００３０】さらに、複数の電池によって構成される組
電池に、本発明のリチウム二次電池を使用することによ
って、安全性の高い電源システムが提供できる。正極あ
るいは負極集電部分に溶融材料を備えた二次電池を用い
た組電池では、個々の電池が過充電時に電流遮断が行わ
れるシステムとなっているため、過充電時の発火，破裂
などの事故を回避することができる。また、同様に正極
あるいは負極以外の電流電圧端子を設けこれに溶融材料
を取付けた電池構成により、同様に過充電の電流遮断を
行うことができる。これは、先に述べたように、電池温
度が上昇した際、溶融材料が溶解して該電流電圧端子が
電気的に絶縁されるため、外部からこのことを検知する
ことによって、二次電池への過充電通電を停止するもの
である。例えば、複数個の電池を組電池として使用する
場合、各電池に設けられた上述の電流電圧端子と抵抗を
直列接続することによって、正常状態ではある電圧信号
を検知しており、ここで、いずれかの電池が温度上昇し
電流端子部分の溶融材料が溶解した場合には正常な電圧
信号ではなくなるため、これによって過充電の停止を行
うことができる。
電池に、本発明のリチウム二次電池を使用することによ
って、安全性の高い電源システムが提供できる。正極あ
るいは負極集電部分に溶融材料を備えた二次電池を用い
た組電池では、個々の電池が過充電時に電流遮断が行わ
れるシステムとなっているため、過充電時の発火，破裂
などの事故を回避することができる。また、同様に正極
あるいは負極以外の電流電圧端子を設けこれに溶融材料
を取付けた電池構成により、同様に過充電の電流遮断を
行うことができる。これは、先に述べたように、電池温
度が上昇した際、溶融材料が溶解して該電流電圧端子が
電気的に絶縁されるため、外部からこのことを検知する
ことによって、二次電池への過充電通電を停止するもの
である。例えば、複数個の電池を組電池として使用する
場合、各電池に設けられた上述の電流電圧端子と抵抗を
直列接続することによって、正常状態ではある電圧信号
を検知しており、ここで、いずれかの電池が温度上昇し
電流端子部分の溶融材料が溶解した場合には正常な電圧
信号ではなくなるため、これによって過充電の停止を行
うことができる。
【００３１】このような組電池を用いた電源システムは
ポータブル機器の用途のみならず、電気自動車や電力貯
蔵装置に使用することが、過充電により発生する事故を
防ぐことが可能であり、最も適している。
ポータブル機器の用途のみならず、電気自動車や電力貯
蔵装置に使用することが、過充電により発生する事故を
防ぐことが可能であり、最も適している。
【００３２】次に、本発明の一実施例であるリチウム二
次電池について図面を参照し説明するが、本発明は以下
に示す実施例に限定されるものではない。
次電池について図面を参照し説明するが、本発明は以下
に示す実施例に限定されるものではない。
【００３３】実施例１ 図１は、本発明による一実施例のリチウム二次電池を示
す図である。図１の左欄は電池容器の一部断面を示し、
図１の右欄は電流遮断時のセンターピン１４部分を示し
たものである。
す図である。図１の左欄は電池容器の一部断面を示し、
図１の右欄は電流遮断時のセンターピン１４部分を示し
たものである。
【００３４】図１において、電極群１０は、正極１１，
セパレータ１２，負極１３，セパレータ１２の順で積層
し、円筒形状に捲回して作製した。ここで、正極１１は
Ａｌ製のセンターピン１４に直接巻き付け電気的に接続
した。センターピン１４の上部にはＡｌ線１５が絶縁リ
ング１６を介して取付けられて、センターピン１４は密
封されている。さらに、センターピンの内側のＡｌ線１
５には、融点が７０℃のウッド合金１７が取付けられ、
ウッド合金１７を介してセンターピン１４の内部で、正
極１１とＡｌ線１５が電気的に接続されている。ここ
で、電解液によりウッド合金１７が溶解するのを防ぐた
め、センターピン１４を密封している。この電極群を電
池缶１８に収め、電池蓋１９に正極リード線２０によっ
てＡｌ線１５を接続し、電池缶１８に負極１３に取付け
られた負極タブ２１を介して電気的に接続している。電
池缶１８と電池蓋１９との間はガスケット２２により封
止される。
セパレータ１２，負極１３，セパレータ１２の順で積層
し、円筒形状に捲回して作製した。ここで、正極１１は
Ａｌ製のセンターピン１４に直接巻き付け電気的に接続
した。センターピン１４の上部にはＡｌ線１５が絶縁リ
ング１６を介して取付けられて、センターピン１４は密
封されている。さらに、センターピンの内側のＡｌ線１
５には、融点が７０℃のウッド合金１７が取付けられ、
ウッド合金１７を介してセンターピン１４の内部で、正
極１１とＡｌ線１５が電気的に接続されている。ここ
で、電解液によりウッド合金１７が溶解するのを防ぐた
め、センターピン１４を密封している。この電極群を電
池缶１８に収め、電池蓋１９に正極リード線２０によっ
てＡｌ線１５を接続し、電池缶１８に負極１３に取付け
られた負極タブ２１を介して電気的に接続している。電
池缶１８と電池蓋１９との間はガスケット２２により封
止される。
【００３５】ここで、正極１１及び負極１３は以下のよ
うにして作製した。正極活物質としてＬｉＣｏＯ2 、導
電助剤として黒鉛粉末，結着剤としてポリフッ化ビニリ
デン（ＰＶＤＦ）を重量比８８％，７％，５％の割合で
配合し、これに溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン
（ＮＭＰ）を加え、正極合剤を調製した。この正極合剤
を２０μｍのＡｌ箔の両面に塗布，ＮＭＰ乾燥後、ロー
ルプレス成形してフィルム状の正極１１を作製した。一
方、負極活物質として黒鉛粉末，結着剤としてポリフッ
化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を重量比９０％，１０％の割
合で配合し、これに溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリ
ドン（ＮＭＰ）を加え、負極合剤を調製した。この負極
合剤を１８μｍのＣｕ箔の両面に塗布，ＮＭＰ乾燥後、
ロールプレス成形してフィルム状の負極１３を作製し
た。セパレータ１２としてはポリエチレン製の微孔膜を
用いた。電解液としては、体積比が１：１のエチレンカ
ーボネートとジエチルカーボネートの混合溶媒及びＬｉ
ＰＦ6 の電解質によって調製した濃度が１mol／ｌ の溶
液を用いた。
うにして作製した。正極活物質としてＬｉＣｏＯ2 、導
電助剤として黒鉛粉末，結着剤としてポリフッ化ビニリ
デン（ＰＶＤＦ）を重量比８８％，７％，５％の割合で
配合し、これに溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン
（ＮＭＰ）を加え、正極合剤を調製した。この正極合剤
を２０μｍのＡｌ箔の両面に塗布，ＮＭＰ乾燥後、ロー
ルプレス成形してフィルム状の正極１１を作製した。一
方、負極活物質として黒鉛粉末，結着剤としてポリフッ
化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を重量比９０％，１０％の割
合で配合し、これに溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリ
ドン（ＮＭＰ）を加え、負極合剤を調製した。この負極
合剤を１８μｍのＣｕ箔の両面に塗布，ＮＭＰ乾燥後、
ロールプレス成形してフィルム状の負極１３を作製し
た。セパレータ１２としてはポリエチレン製の微孔膜を
用いた。電解液としては、体積比が１：１のエチレンカ
ーボネートとジエチルカーボネートの混合溶媒及びＬｉ
ＰＦ6 の電解質によって調製した濃度が１mol／ｌ の溶
液を用いた。
【００３６】このリチウム二次電池を用いて、過充電試
験を行った。過充電を継続すると、電池温度が上昇し、
充電率が４.２Ｖ 充電終止の充電容量に対し１８０％の
時点で電流が遮断され、発火，破裂には至らなかった。
電池を解体してセンターピンを調べたところ、図１の右
欄に示すように、ウッド合金１７が溶融して、Ａｌ線１
５と正極１１が絶縁されていることがわかった。また、
電池温度が最も上昇すると考えられるセンターピン１４
の内部にウッド合金１７を配置することが効果的である
ことが分かった。さらに、同仕様の電池を５本評価した
結果、すべての電池が電流遮断によって過充電を停止し
発火，破裂には至らなかった。センターピン内に溶融材
料を配置したことにより、センターピンにより、局部的
な電流集中を防止でき、かつ電池内の容積の効率的な利
用が可能となる。
験を行った。過充電を継続すると、電池温度が上昇し、
充電率が４.２Ｖ 充電終止の充電容量に対し１８０％の
時点で電流が遮断され、発火，破裂には至らなかった。
電池を解体してセンターピンを調べたところ、図１の右
欄に示すように、ウッド合金１７が溶融して、Ａｌ線１
５と正極１１が絶縁されていることがわかった。また、
電池温度が最も上昇すると考えられるセンターピン１４
の内部にウッド合金１７を配置することが効果的である
ことが分かった。さらに、同仕様の電池を５本評価した
結果、すべての電池が電流遮断によって過充電を停止し
発火，破裂には至らなかった。センターピン内に溶融材
料を配置したことにより、センターピンにより、局部的
な電流集中を防止でき、かつ電池内の容積の効率的な利
用が可能となる。
【００３７】ウッド合金をニュートン合金，ローゼ合金
あるいはリポウィッ合金に換えて同様に電池を作製し、
過充電時の挙動を検討した。その結果、いずれの場合
も、これらの溶融材料が、電池温度の上昇によって溶解
し過充電の電流遮断を行い、危険な状態には至らなかっ
た。
あるいはリポウィッ合金に換えて同様に電池を作製し、
過充電時の挙動を検討した。その結果、いずれの場合
も、これらの溶融材料が、電池温度の上昇によって溶解
し過充電の電流遮断を行い、危険な状態には至らなかっ
た。
【００３８】実施例２ 図２は、本実施例のリチウム二次電池を示す図である。
図１と同様に図２の左欄は電池容器の一部断面を示し、
図２の右欄は電流遮断時のセンターピン２３部分を示し
たものである。
図１と同様に図２の左欄は電池容器の一部断面を示し、
図２の右欄は電流遮断時のセンターピン２３部分を示し
たものである。
【００３９】実施例１のセンターピンに取付けられたＡ
ｌ線の部分を、図２に示すように、バネ構造として、実
施例１と同様にしてリチウム二次電池を作製した。ここ
で本実施例のリチウム二次電池のセンターピン部分の詳
細を以下に述べる。センターピン２３の上部には金属バ
ネ２４が絶縁リング２５を介して取付けられ、下部には
金属リング２６を介して同じ金属バネ２７が取付けら
れ、センターピンは密封されている。この状態では金属
バネ２４及び２７は、離れており電気的には接続されて
いない。そこで、金属バネ２４及び２７の他端を接触さ
せて、７０〜２００℃で溶解する溶融材料によって固定
する。この場合、溶融材料は電気的に絶縁性の材料も用
いることが可能であるため、パラフィン２８によって金
属バネ２４及び２７の固定して、正極１１と金属バネ２
４及び２７を電気的に接続した。
ｌ線の部分を、図２に示すように、バネ構造として、実
施例１と同様にしてリチウム二次電池を作製した。ここ
で本実施例のリチウム二次電池のセンターピン部分の詳
細を以下に述べる。センターピン２３の上部には金属バ
ネ２４が絶縁リング２５を介して取付けられ、下部には
金属リング２６を介して同じ金属バネ２７が取付けら
れ、センターピンは密封されている。この状態では金属
バネ２４及び２７は、離れており電気的には接続されて
いない。そこで、金属バネ２４及び２７の他端を接触さ
せて、７０〜２００℃で溶解する溶融材料によって固定
する。この場合、溶融材料は電気的に絶縁性の材料も用
いることが可能であるため、パラフィン２８によって金
属バネ２４及び２７の固定して、正極１１と金属バネ２
４及び２７を電気的に接続した。
【００４０】このリチウム二次電池を用いて、実施例１
と同様に過充電試験を行った。過充電を継続すると、電
池温度が上昇し、充電率が４．２Ｖ 充電終止の充電容
量に対し１７０％の時点で電流が遮断され、発火，破裂
には至らなかった。電池を解体してセンターピンを調べ
た。図２の右欄に示すように、パラフィン２８が溶融し
て、金属バネ２４及び２７が離れて、正極１１が絶縁さ
れていることがわかった。
と同様に過充電試験を行った。過充電を継続すると、電
池温度が上昇し、充電率が４．２Ｖ 充電終止の充電容
量に対し１７０％の時点で電流が遮断され、発火，破裂
には至らなかった。電池を解体してセンターピンを調べ
た。図２の右欄に示すように、パラフィン２８が溶融し
て、金属バネ２４及び２７が離れて、正極１１が絶縁さ
れていることがわかった。
【００４１】溶融材料として用いたパラフィンを導電性
のウッド合金，ニュートン合金，ローゼ合金，リポウィ
ッ合金に換えて同様に電池を作製し、過充電時の挙動を
検討した。その結果、いずれの場合も、これらの溶融材
料が、電池温度の上昇によって溶解し過充電の電流遮断
を行い、危険な状態には至らなかった。さらに、同仕様
の電池を５本評価した結果、すべての電池が電流遮断に
よって過充電を停止し発火，破裂には至らなかった。
のウッド合金，ニュートン合金，ローゼ合金，リポウィ
ッ合金に換えて同様に電池を作製し、過充電時の挙動を
検討した。その結果、いずれの場合も、これらの溶融材
料が、電池温度の上昇によって溶解し過充電の電流遮断
を行い、危険な状態には至らなかった。さらに、同仕様
の電池を５本評価した結果、すべての電池が電流遮断に
よって過充電を停止し発火，破裂には至らなかった。
【００４２】実施例３ 図３は、本発明による一実施例のリチウム二次電池を示
す図である。図３の左欄は電池容器の一部断面を示し、
図３の右欄は電流遮断時のセンターピン２９部分を示し
たものである。
す図である。図３の左欄は電池容器の一部断面を示し、
図３の右欄は電流遮断時のセンターピン２９部分を示し
たものである。
【００４３】実施例１あるいは実施例２のセンターピン
に取付けられた電気接点の部分を、図３に示すように、
圧力弁構造として溶融材料が溶解する際の体積変化によ
って電流遮断ができる構成とし、実施例１と同様にして
リチウム二次電池を作製した。ここで本実施例のリチウ
ム二次電池のセンターピン部分の詳細を以下に述べる。
センターピン２９の内部には開口部分のある金属製ディ
スク３０が取付けられている。また、センターピン２９
の上部に絶縁リング３１を介して金属の薄板でできた圧
力弁３２が取付けられており、圧力弁３２からセンター
ピンの外部へ金属線３３が伸びている。さらに、金属製
ディスク３０と圧力弁３２は機械的に接触し導通してお
り、金属製ディスク３０及び圧力弁３２を介して正極１
１は金属線３３に電気的接続している。ここで、圧力弁
３２の下部の空間部分３４にはパラフィン３５を充填し
ている。そこで、電池温度が上昇すると、空間部分３４
に充填したパラフィン３５が溶解し液体へ変化すること
によって、パラフィン３５の体積が膨張し、金属製ディ
スク３０の開口部より溶解したパラフィン３５が圧力弁
３２を押し上げて、金属製ディスク３０と圧力弁３２の
接触が途絶え、電流遮断ができる。
に取付けられた電気接点の部分を、図３に示すように、
圧力弁構造として溶融材料が溶解する際の体積変化によ
って電流遮断ができる構成とし、実施例１と同様にして
リチウム二次電池を作製した。ここで本実施例のリチウ
ム二次電池のセンターピン部分の詳細を以下に述べる。
センターピン２９の内部には開口部分のある金属製ディ
スク３０が取付けられている。また、センターピン２９
の上部に絶縁リング３１を介して金属の薄板でできた圧
力弁３２が取付けられており、圧力弁３２からセンター
ピンの外部へ金属線３３が伸びている。さらに、金属製
ディスク３０と圧力弁３２は機械的に接触し導通してお
り、金属製ディスク３０及び圧力弁３２を介して正極１
１は金属線３３に電気的接続している。ここで、圧力弁
３２の下部の空間部分３４にはパラフィン３５を充填し
ている。そこで、電池温度が上昇すると、空間部分３４
に充填したパラフィン３５が溶解し液体へ変化すること
によって、パラフィン３５の体積が膨張し、金属製ディ
スク３０の開口部より溶解したパラフィン３５が圧力弁
３２を押し上げて、金属製ディスク３０と圧力弁３２の
接触が途絶え、電流遮断ができる。
【００４４】このリチウム二次電池を用いて、実施例１
と同様に過充電試験を行った。過充電を継続すると、電
池温度が上昇し、充電率が４.２Ｖ充電終止の充電容量
に対し１８０％の時点で電流が遮断され、発火，破裂に
は至らなかった。さらに、同仕様の電池を５本評価した
結果、すべての電池が電流遮断によって過充電を停止し
発火，破裂には至らなかった。
と同様に過充電試験を行った。過充電を継続すると、電
池温度が上昇し、充電率が４.２Ｖ充電終止の充電容量
に対し１８０％の時点で電流が遮断され、発火，破裂に
は至らなかった。さらに、同仕様の電池を５本評価した
結果、すべての電池が電流遮断によって過充電を停止し
発火，破裂には至らなかった。
【００４５】また、本方式では、電池温度が低下すると
充填したパラフィン３５が固化し体積が減少するため、
圧力弁３２が金属製ディスク３０と接触するため、電池
温度低下後は再度電池を使用することができる。
充填したパラフィン３５が固化し体積が減少するため、
圧力弁３２が金属製ディスク３０と接触するため、電池
温度低下後は再度電池を使用することができる。
【００４６】実施例４ 図４は、本発明による一実施例のリチウム二次電池を示
す図である。図４の左欄は電池容器の一部断面を示し、
図４の右欄は電流遮断時のセンターピン３６部分を示し
たものである。
す図である。図４の左欄は電池容器の一部断面を示し、
図４の右欄は電流遮断時のセンターピン３６部分を示し
たものである。
【００４７】実施例１及び実施例３のそれぞれのセンタ
ーピンに取付けられた電気接点の部分組み合わせて、図
４に示すような構成とした。すなわち、実施例１の電気
接点に溶融材料が取付けられ、これが溶解すると電流が
遮断される非復帰型の遮断スイッチと、実施例３の圧力
弁構造を有し溶融材料が溶解する際の体積変化によって
電流遮断ができる電流遮断スイッチを組み合わせること
によって、実施例１と同様にリチウム二次電池を作製し
た。ここで、本実施例のリチウム二次電池のセンターピ
ン３６部分の詳細を以下に述べる。
ーピンに取付けられた電気接点の部分組み合わせて、図
４に示すような構成とした。すなわち、実施例１の電気
接点に溶融材料が取付けられ、これが溶解すると電流が
遮断される非復帰型の遮断スイッチと、実施例３の圧力
弁構造を有し溶融材料が溶解する際の体積変化によって
電流遮断ができる電流遮断スイッチを組み合わせること
によって、実施例１と同様にリチウム二次電池を作製し
た。ここで、本実施例のリチウム二次電池のセンターピ
ン３６部分の詳細を以下に述べる。
【００４８】センターピン３６の上部には絶縁リング３
７を介して金属の薄板でできた圧力弁３８が取付けられ
ている。さらに、圧力弁３８の内側にはＡｌ線３９が絶
縁リング４０を介して取付けられて、圧力弁３８とＡｌ
線３９との間には、融点が９５℃のニュートン合金４１
が取付けられている。一方、センターピン３６の内部に
は開口部分のある金属製ディスク４２が取付けられてい
る。金属製ディスク４２及び圧力弁３８は機械的に接触
しており、正極１１から金属製ディスク４２，圧力弁３
８，ニュートン合金４１，Ａｌ線３９へと電気的に接続
している。また、圧力弁３８の下部の空間部分には８０
℃で溶融するパラフィン４３を充填している。
７を介して金属の薄板でできた圧力弁３８が取付けられ
ている。さらに、圧力弁３８の内側にはＡｌ線３９が絶
縁リング４０を介して取付けられて、圧力弁３８とＡｌ
線３９との間には、融点が９５℃のニュートン合金４１
が取付けられている。一方、センターピン３６の内部に
は開口部分のある金属製ディスク４２が取付けられてい
る。金属製ディスク４２及び圧力弁３８は機械的に接触
しており、正極１１から金属製ディスク４２，圧力弁３
８，ニュートン合金４１，Ａｌ線３９へと電気的に接続
している。また、圧力弁３８の下部の空間部分には８０
℃で溶融するパラフィン４３を充填している。
【００４９】従って、本構成のリチウム二次電池は電池
温度が８０℃以上に上昇すると、先ず、センターピン３
６の空間部分に充填したパラフィン４３が溶解する。パ
ラフィン４３が液体へ変化することによって体積が膨張
し、金属製ディスク４２の開口部からパラフィン４３が
圧力弁３８を押し上げることによって、金属製ディスク
４２と圧力弁３８の接触が途絶えるため電流遮断が行え
る。電池温度が低下するとパラフィン４３が固化し体積
が減少するため、圧力弁３８が戻り金属製ディスク４２
と接触して再度電池を使用することができる。
温度が８０℃以上に上昇すると、先ず、センターピン３
６の空間部分に充填したパラフィン４３が溶解する。パ
ラフィン４３が液体へ変化することによって体積が膨張
し、金属製ディスク４２の開口部からパラフィン４３が
圧力弁３８を押し上げることによって、金属製ディスク
４２と圧力弁３８の接触が途絶えるため電流遮断が行え
る。電池温度が低下するとパラフィン４３が固化し体積
が減少するため、圧力弁３８が戻り金属製ディスク４２
と接触して再度電池を使用することができる。
【００５０】しかし、電池温度が９５℃以上上昇する
と、ニュートン合金４１が溶融するため、圧力弁３８と
Ａｌ線３９との電気的接続が途絶える。この場合は電池
温度が低下しても元の状態に復帰しないため、電池を再
度使用することはできない。
と、ニュートン合金４１が溶融するため、圧力弁３８と
Ａｌ線３９との電気的接続が途絶える。この場合は電池
温度が低下しても元の状態に復帰しないため、電池を再
度使用することはできない。
【００５１】このリチウム二次電池を用いて、実施例１
と同様に過充電試験を行った。過充電を継続すると、電
池温度が上昇し、充電率が４.２Ｖ充電終止の充電容量
に対し１８０％の時点で電流が遮断され、発火，破裂に
は至らなかった。この時の電池の最高温度は８１℃であ
った。さらに、同仕様の電池を５本評価した結果、すべ
ての電池が電流遮断によって過充電を停止し発火，破裂
には至らなかった。
と同様に過充電試験を行った。過充電を継続すると、電
池温度が上昇し、充電率が４.２Ｖ充電終止の充電容量
に対し１８０％の時点で電流が遮断され、発火，破裂に
は至らなかった。この時の電池の最高温度は８１℃であ
った。さらに、同仕様の電池を５本評価した結果、すべ
ての電池が電流遮断によって過充電を停止し発火，破裂
には至らなかった。
【００５２】また、電池温度が常温まで低下すると再度
電池を使用することができた。
電池を使用することができた。
【００５３】実施例５ 大型電池では電極が長くなり電気抵抗増加を防ぐため、
電極に複数の集電タブを設ける必要がある。そこで、実
施例１では、正極をセンターピンに巻き付けて電気的導
通を得たが、ここでは、正極タブよりセンターピンへ電
気的に接続する方式に変更して、実施例１と同様にリチ
ウム二次電池を作成した。
電極に複数の集電タブを設ける必要がある。そこで、実
施例１では、正極をセンターピンに巻き付けて電気的導
通を得たが、ここでは、正極タブよりセンターピンへ電
気的に接続する方式に変更して、実施例１と同様にリチ
ウム二次電池を作成した。
【００５４】図５は、本実施例のリチウム二次電池を示
す図である。図５の左欄は電池容器の一部断面を示す。
電極群１０の正極１１及び負極１３にはそれぞれ複数本
の正極タブ４４及び負極タブ４５が取付けられている。
ここで、センターピン４６は、実施例１と同様に、上部
にはＡｌ線４７が絶縁リング４８を介して取付けられ、
さらに、センターピン４６の内側のＡｌ線４７には、融
点が７０℃のウッド合金４９が取付けられている。セン
ターピン４６の下部はねじこみとなっており、すべての
正極タブ４４はセンターピン４６の下部にねじ止めさ
れ、従って、センターピン４６の内部で、正極１１とＡ
ｌ線４７はウッド合金４９を介して電気的に接続されて
いる。また、電池蓋５０には、正極端子５１及び負極端
子５２が設けられており、正極端子５１には正極リード
線２０が、負極端子５２にはすべての負極タブ４５が取
付けられている。ここで、電池蓋５０に取付けられた、
正極端子５１及び負極端子５２の位置は特に限定しな
い。
す図である。図５の左欄は電池容器の一部断面を示す。
電極群１０の正極１１及び負極１３にはそれぞれ複数本
の正極タブ４４及び負極タブ４５が取付けられている。
ここで、センターピン４６は、実施例１と同様に、上部
にはＡｌ線４７が絶縁リング４８を介して取付けられ、
さらに、センターピン４６の内側のＡｌ線４７には、融
点が７０℃のウッド合金４９が取付けられている。セン
ターピン４６の下部はねじこみとなっており、すべての
正極タブ４４はセンターピン４６の下部にねじ止めさ
れ、従って、センターピン４６の内部で、正極１１とＡ
ｌ線４７はウッド合金４９を介して電気的に接続されて
いる。また、電池蓋５０には、正極端子５１及び負極端
子５２が設けられており、正極端子５１には正極リード
線２０が、負極端子５２にはすべての負極タブ４５が取
付けられている。ここで、電池蓋５０に取付けられた、
正極端子５１及び負極端子５２の位置は特に限定しな
い。
【００５５】この大型リチウム二次電池を用いて、実施
例１と同様に過充電試験を行った。過充電を継続する
と、電池温度が上昇し、充電率が４.２Ｖ 充電終止の充
電容量に対し１７５％の時点で電流が遮断され、発火，
破裂には至らなかった。さらに、同仕様の電池を５本評
価した結果、すべての電池が電流遮断によって過充電を
停止し発火，破裂には至らなかった。
例１と同様に過充電試験を行った。過充電を継続する
と、電池温度が上昇し、充電率が４.２Ｖ 充電終止の充
電容量に対し１７５％の時点で電流が遮断され、発火，
破裂には至らなかった。さらに、同仕様の電池を５本評
価した結果、すべての電池が電流遮断によって過充電を
停止し発火，破裂には至らなかった。
【００５６】実施例６ 実施例１において作製したリチウム二次電池を５本直列
接続した組電池を過充電試験した。その結果、過充電を
継続すると、電池温度が上昇し、充電率が２１Ｖ充電終
止の組電池充電容量に対し１８０％の時点で電流が遮断
され、発火，破裂には至らなかった。
接続した組電池を過充電試験した。その結果、過充電を
継続すると、電池温度が上昇し、充電率が２１Ｖ充電終
止の組電池充電容量に対し１８０％の時点で電流が遮断
され、発火，破裂には至らなかった。
【００５７】実施例７ 図６は、本実施例の大型リチウム二次電池の電池容器の
断面を示したものである。
断面を示したものである。
【００５８】図６に示す大型リチウム二次電池を作成し
た。本実施例での電極，セパレータ，電解液は実施例１
と同様である。以下に本実施例の詳細を示す。電池の上
下に電池蓋５３，５４を設け、図６に示すように、正極
端子５５，負極端子５６，電流電圧端子５７が設けられ
ている。正極端子５５には正極に取付けられたすべての
正極タブ５８が接続されている。一方、負極端子５６に
は負極に取付けられたすべての負極タブ５９が接続され
ている。また、上下の電池蓋５３，５４の電流電圧端子
５７の一方には、実施例１において用いたセンターピン
のＡｌ線１５を接続し、もう一方にはセンターピンの外
管より設けたリード線６０を接続した。ここで作製した
リチウム二次電池を５本直列接続した組電池（図示しな
い。）を構成した。また、各電池の電流電圧端子５７を
直列接続し充電回路（図示しない。）以外で導通検知装
置（図示しない。）により、導通を検知し、断線となっ
た場合、充電を停止する制御を行った。
た。本実施例での電極，セパレータ，電解液は実施例１
と同様である。以下に本実施例の詳細を示す。電池の上
下に電池蓋５３，５４を設け、図６に示すように、正極
端子５５，負極端子５６，電流電圧端子５７が設けられ
ている。正極端子５５には正極に取付けられたすべての
正極タブ５８が接続されている。一方、負極端子５６に
は負極に取付けられたすべての負極タブ５９が接続され
ている。また、上下の電池蓋５３，５４の電流電圧端子
５７の一方には、実施例１において用いたセンターピン
のＡｌ線１５を接続し、もう一方にはセンターピンの外
管より設けたリード線６０を接続した。ここで作製した
リチウム二次電池を５本直列接続した組電池（図示しな
い。）を構成した。また、各電池の電流電圧端子５７を
直列接続し充電回路（図示しない。）以外で導通検知装
置（図示しない。）により、導通を検知し、断線となっ
た場合、充電を停止する制御を行った。
【００５９】本実施例の組電池によって過充電試験した
結果、過充電を継続すると、電池温度が上昇し、充電率
が２１Ｖ充電終止の組電池充電容量に対し１７０％の時
点で電流が遮断され、発火，破裂には至らなかった。
結果、過充電を継続すると、電池温度が上昇し、充電率
が２１Ｖ充電終止の組電池充電容量に対し１７０％の時
点で電流が遮断され、発火，破裂には至らなかった。
【００６０】比較例１ 実施例１において、本発明の安全機能を果たす溶融材料
を持たない比較例の電池５本によって過充電試験を実施
した。その結果、５本中１本が破裂した。
を持たない比較例の電池５本によって過充電試験を実施
した。その結果、５本中１本が破裂した。
【００６１】以上のほかに、本明細書に開示される特徴
としては、例えば、 １．正極と負極及び、前記正極と負極の間にセパレータ
を介して配置され構成される電極群が、電池外装缶ある
いは外装容器内に収められた二次電池において、少なく
とも前記正極あるいは負極の集電部に低融点材料が取付
けられ、電池の自己発熱により電池温度が７０〜２００
℃の範囲となった場合、該温度範囲で前記溶融材料が溶
解することによって、前記正極あるいは負極の電気的導
通を遮断することを特徴とする二次電池。
としては、例えば、 １．正極と負極及び、前記正極と負極の間にセパレータ
を介して配置され構成される電極群が、電池外装缶ある
いは外装容器内に収められた二次電池において、少なく
とも前記正極あるいは負極の集電部に低融点材料が取付
けられ、電池の自己発熱により電池温度が７０〜２００
℃の範囲となった場合、該温度範囲で前記溶融材料が溶
解することによって、前記正極あるいは負極の電気的導
通を遮断することを特徴とする二次電池。
【００６２】２．前記溶融材料が、前記外装缶あるいは
外装容器の内部に具備することを特徴とする前記１．記
載の二次電池。
外装容器の内部に具備することを特徴とする前記１．記
載の二次電池。
【００６３】３．前記溶融材料が取付けられる前記集電
部がバネ接点構造を有し、前記溶融材料が前記集電部の
バネ部分の電気的接点を閉回路状態で固定して、前記正
極あるいは負極の導通を保持し、電池温度が７０〜２０
０℃に上昇した際、前記溶融材料が溶解して、前記集電
部のバネ部分の電気的接点を開回路状態とし、前記正極
あるいは負極の電気的導通を遮断することを特徴とする
前記１.及び２.記載の二次電池。
部がバネ接点構造を有し、前記溶融材料が前記集電部の
バネ部分の電気的接点を閉回路状態で固定して、前記正
極あるいは負極の導通を保持し、電池温度が７０〜２０
０℃に上昇した際、前記溶融材料が溶解して、前記集電
部のバネ部分の電気的接点を開回路状態とし、前記正極
あるいは負極の電気的導通を遮断することを特徴とする
前記１.及び２.記載の二次電池。
【００６４】４．前記溶融材料が導電性を有し、前記集
電部の一部が前記溶融材料に置き替わり、前記正極ある
いは負極の導通を保持し、電池温度が７０〜２００℃に
上昇した際、前記溶融材料が溶解して集電部分が断線し
て、前記正極あるいは負極の電気的導通を遮断すること
を特徴とする前記１.及び２.記載の二次電池。
電部の一部が前記溶融材料に置き替わり、前記正極ある
いは負極の導通を保持し、電池温度が７０〜２００℃に
上昇した際、前記溶融材料が溶解して集電部分が断線し
て、前記正極あるいは負極の電気的導通を遮断すること
を特徴とする前記１.及び２.記載の二次電池。
【００６５】５．前記溶融材料が取付けられる前記集電
部がバネ接点構造あるいは圧力弁構造を有し、電池温度
が７０〜２００℃に上昇した際、前記溶融材料が溶解
し、その際の前記溶解材料の体積変化によって、前記集
電部のバネあるいは圧力弁を作動させ、電気的接点を開
回路状態とし、前記正極あるいは負極の電気的導通を遮
断することを特徴とする前記１.及び２.記載の二次電
池。
部がバネ接点構造あるいは圧力弁構造を有し、電池温度
が７０〜２００℃に上昇した際、前記溶融材料が溶解
し、その際の前記溶解材料の体積変化によって、前記集
電部のバネあるいは圧力弁を作動させ、電気的接点を開
回路状態とし、前記正極あるいは負極の電気的導通を遮
断することを特徴とする前記１.及び２.記載の二次電
池。
【００６６】６．電池温度が７０〜２００℃に上昇し前
記溶融材料が溶解して前記集電部の電気的接点を開回路
状態とし、前記正極あるいは負極の電気的導通を遮断し
た後、電池温度が低下した場合、前記集電部の電気的接
点を再び閉回路状態に復帰することを特徴とする前記
１.及び２.記載の二次電池。
記溶融材料が溶解して前記集電部の電気的接点を開回路
状態とし、前記正極あるいは負極の電気的導通を遮断し
た後、電池温度が低下した場合、前記集電部の電気的接
点を再び閉回路状態に復帰することを特徴とする前記
１.及び２.記載の二次電池。
【００６７】７．少なくとも２種類以上の溶融材料が集
電部分に取付けられ、電池の温度上昇が７０〜２００℃
のある所定温度（Ｔ）に満たない場合、前記溶融材料の
中でより低温で溶解する材料が溶解して電気的導通を遮
断し、その後、電池温度が低下した場合は前記集電部の
電気的接点を再び閉回路状態に復帰し、一方、電池の温
度上昇が７０〜２００℃のある所定温度（Ｔ）を超えた
場合は、前記溶融材料の中で高温で溶解する材料が溶解
し、再び電池温度が低下した場合も、前記集電部の電気
的接点を開回路状態のままとし、電池が使用できなくな
ることを特徴とする前記１.から６.記載の二次電池。
電部分に取付けられ、電池の温度上昇が７０〜２００℃
のある所定温度（Ｔ）に満たない場合、前記溶融材料の
中でより低温で溶解する材料が溶解して電気的導通を遮
断し、その後、電池温度が低下した場合は前記集電部の
電気的接点を再び閉回路状態に復帰し、一方、電池の温
度上昇が７０〜２００℃のある所定温度（Ｔ）を超えた
場合は、前記溶融材料の中で高温で溶解する材料が溶解
し、再び電池温度が低下した場合も、前記集電部の電気
的接点を開回路状態のままとし、電池が使用できなくな
ることを特徴とする前記１.から６.記載の二次電池。
【００６８】８．前記の所定温度Ｔが７０〜１００℃の
範囲であることを特徴とする前記７．記載の二次電池。
範囲であることを特徴とする前記７．記載の二次電池。
【００６９】９．正極及び負極端子以外に、７０〜２０
０℃の範囲で溶解する材料が取付けられた電流電圧端子
が二次電池に設けられ、電池温度が該温度範囲に上昇し
た際、該溶融材料が溶解して該電流電圧端子が電気的に
絶縁され、このことを検知することによって二次電池へ
の通電を停止することを特徴とする二次電池。
０℃の範囲で溶解する材料が取付けられた電流電圧端子
が二次電池に設けられ、電池温度が該温度範囲に上昇し
た際、該溶融材料が溶解して該電流電圧端子が電気的に
絶縁され、このことを検知することによって二次電池へ
の通電を停止することを特徴とする二次電池。
【００７０】１０．前記正極及び負極がリチウムイオン
を可逆的に吸蔵放出し、かつ、リチウムイオンを含む電
解液を具備することを特徴とする前記１.から９.記載の
二次電池。
を可逆的に吸蔵放出し、かつ、リチウムイオンを含む電
解液を具備することを特徴とする前記１.から９.記載の
二次電池。
【００７１】１１．溶融材料がニュートン合金，ローゼ
合金，ウッド合金あるいはリポウィッ合金等のビスマス
基合金であることを特徴とする前記１.〜１０.記載の二
次電池。
合金，ウッド合金あるいはリポウィッ合金等のビスマス
基合金であることを特徴とする前記１.〜１０.記載の二
次電池。
【００７２】１２．溶融材料がパラフィンであることを
特徴とする前記１.〜１０.記載の二次電池。
特徴とする前記１.〜１０.記載の二次電池。
【００７３】１３．前記１.から１０.記載の二次電池の
少なくともいずれか複数個を使用したことを特徴とする
組電池。
少なくともいずれか複数個を使用したことを特徴とする
組電池。
【００７４】１４．前記１.から１０.記載の二次電池の
少なくともいずれか複数個を電気自動車に使用した組電
池。
少なくともいずれか複数個を電気自動車に使用した組電
池。
【００７５】１５．前記１.から１０.記載の二次電池の
少なくともいずれか複数個を電力貯蔵装置に使用した組
電池。
少なくともいずれか複数個を電力貯蔵装置に使用した組
電池。
【００７６】がある。
【００７７】過充電時における電流遮断が、従来の電池
に比べ確実かつ、遮断のタイミングもばらつきが小さく
信頼性が高い。そのため、過充電による発火，破裂等の
事故を防ぐことが可能であり、安全性の高いリチウム二
次電池、とりわけ、大型のリチウム二次電池を実現でき
る。また、本実施例のリチウム二次電池を用いた組電池
も信頼性が高く安全性に優れる。また、本実施例では、
センターピンを利用することで、安全装置の空間利用効
率が向上するので、安全性の高い電池構造を有する高エ
ネルギー密度の二次電池を提供できる。
に比べ確実かつ、遮断のタイミングもばらつきが小さく
信頼性が高い。そのため、過充電による発火，破裂等の
事故を防ぐことが可能であり、安全性の高いリチウム二
次電池、とりわけ、大型のリチウム二次電池を実現でき
る。また、本実施例のリチウム二次電池を用いた組電池
も信頼性が高く安全性に優れる。また、本実施例では、
センターピンを利用することで、安全装置の空間利用効
率が向上するので、安全性の高い電池構造を有する高エ
ネルギー密度の二次電池を提供できる。
【００７８】
【発明の効果】本発明によれば、安全性の高い電池構造
を有する二次電池を提供できる。
を有する二次電池を提供できる。
【図１】本発明の一実施例のリチウム二次電池を示す図
である。
である。
【図２】本発明の一実施例のリチウム二次電池を示す図
である。
である。
【図３】本発明の一実施例のリチウム二次電池を示す図
である。
である。
【図４】本発明の一実施例のリチウム二次電池を示す図
である。
である。
【図５】本発明の一実施例のリチウム二次電池を示す図
である。
である。
【図６】本発明の一実施例のリチウム二次電池を示す図
である。
である。
【符号の説明】 １０…電極群、１１…正極、１２…セパレータ、１３…
負極、１４，２３，２９，３６，４６…センターピン、
１５，３９，４７…Ａｌ線、１６，２５，３１，３７，
４０，４８…絶縁リング、１７，４９…ウッド合金、１
８…電池缶、１９，５０，５３，５４…電池蓋、２０…
正極リード線、２１，４５，５９…負極タブ、２２…ガ
スケット、２４，２７…金属バネ、２６…金属リング、
２８，３５，４３…パラフィン、３０，４２…金属製デ
ィスク、３２，３８…圧力弁、３３…金属線、３４…空
間部分、４１…ニュートン合金、４４，５８…正極タ
ブ、５１，５５…正極端子、５２，５６…負極端子、５
７…電流電圧端子、６０…リード線。
負極、１４，２３，２９，３６，４６…センターピン、
１５，３９，４７…Ａｌ線、１６，２５，３１，３７，
４０，４８…絶縁リング、１７，４９…ウッド合金、１
８…電池缶、１９，５０，５３，５４…電池蓋、２０…
正極リード線、２１，４５，５９…負極タブ、２２…ガ
スケット、２４，２７…金属バネ、２６…金属リング、
２８，３５，４３…パラフィン、３０，４２…金属製デ
ィスク、３２，３８…圧力弁、３３…金属線、３４…空
間部分、４１…ニュートン合金、４４，５８…正極タ
ブ、５１，５５…正極端子、５２，５６…負極端子、５
７…電流電圧端子、６０…リード線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村中 廉 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 5H020 AA01 AS06 AS11 AS13 DD13 EE01 EE06 5H022 AA09 CC08 CC12 CC16 EE01 EE06 EE07 KK01 5H028 AA05 BB08 EE01 EE06 5H029 AJ12 AK03 AL06 AL07 AM03 AM04 AM07 BJ02 BJ14 DJ05 EJ01 EJ11 HJ14
Claims (11)
- 【請求項１】正極と負極及び、前記正極と負極の間にセ
パレータを介して配置され構成される電極群が、センタ
ーピンを介して巻回され、電池外装缶あるいは外装容器
内に収められ、前記正極あるいは負極の集電部のセンタ
ーピン内に所定温度で溶融する溶融材料を有することを
特徴とする二次電池。 - 【請求項２】請求項１において、電池の自己発熱により
電池温度が７０〜２００℃の範囲となった場合、該温度
範囲で前記溶融材料が溶解することによって、前記正極
あるいは負極の電気的導通を遮断することを特徴とする
二次電池。 - 【請求項３】正極と負極及び、前記正極と負極の間にセ
パレータを介して配置され構成される電極群が、電池外
装缶あるいは外装容器内に収められた二次電池におい
て、正極あるいは負極集電部がバネ接点構造を有し、所
定温度で溶融する溶融材料が前記バネ接点構造を電気的
に閉回路状態で固定して、前記溶融材料が電気絶縁性で
あることを特徴とする二次電池。 - 【請求項４】請求項３において、前記バネ接点構造と前
記溶融材料がセンターピン内に設けられたことを特徴と
する二次電池。 - 【請求項５】正極と負極及び、前記正極と負極の間にセ
パレータを介して配置され構成される電極群が、電池外
装缶あるいは外装容器内に収められた二次電池におい
て、電気絶縁性の溶融材料が取付けられる前記集電部が
バネ接点構造あるい圧力弁構造を有し、電池温度が７０
〜２００℃に上昇した際、前記溶融材料が溶解しその際
の前記溶解材料の体積変化によって、前記集電部のバネ
あるい圧力弁を作動させ、電気的接点を開回路状態と
し、前記正極あるいは負極の電気的導通を遮断すること
を特徴とする二次電池。 - 【請求項６】正極と負極及び、前記正極と負極の間にセ
パレータを介して配置され構成される電極群が、電池外
装缶あるいは外装容器内に収められた二次電池におい
て、電池温度が７０〜２００℃に上昇し前記溶融材料が
溶解して前記集電部の電気的接点を開回路状態とし、前
記正極あるいは負極の電気的導通を遮断した後、電池温
度が低下した場合、前記集電部の電気的接点を再び閉回
路状態に復帰することを特徴とする二次電池。 - 【請求項７】正極と負極及び、前記正極と負極の間にセ
パレータを介して配置され構成される電極群が、電池外
装缶あるいは外装容器内に収められた二次電池におい
て、少なくとも２種類以上の溶融材料が集電部分に取付
けられ、電池の温度上昇が所定温度（Ｔ）に満たない場
合、前記溶融材料の中でより低温で溶解する材料が溶解
して電気的導通を遮断し、その後、電池温度が低下した
場合は前記集電部の電気的接点を再び閉回路状態に復帰
し、一方、電池の温度上昇が所定温度（Ｔ）を超えた場
合は、前記溶融材料の中で高温で溶解する材料が溶解
し、再び電池温度が低下した場合も、前記集電部の電気
的接点を開回路状態のままとし、電池が使用できなくな
ることを特徴とする二次電池。 - 【請求項８】前記の所定温度Ｔが７０〜１００℃の範囲
であることを特徴とする請求項７記載の二次電池。 - 【請求項９】正極及び負極端子以外に、所定の温度範囲
で溶解する材料が取付けられた電流電圧端子が二次電池
に設けられ、電池温度が該温度範囲に上昇した際、該溶
融材料が溶解して該電流電圧端子が電気的に絶縁され、
このことを検知することによって二次電池への通電を停
止することを特徴とする二次電池システム。 - 【請求項１０】請求項１乃至請求項８のいずれかにおい
て、溶融材料がニュートン合金，ローゼ合金，ウッド合
金あるいはリポウィッ合金等のビスマス基合金あるいは
パラフィンであることを特徴とする二次電池。 - 【請求項１１】請求項１乃至請求項８のいずれか記載の
二次電池を複数個を有する組電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10238092A JP2000067847A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 二次電池及び組電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10238092A JP2000067847A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 二次電池及び組電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000067847A true JP2000067847A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=17025055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10238092A Pending JP2000067847A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 二次電池及び組電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000067847A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003015195A1 (fr) * | 2001-08-07 | 2003-02-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pile secondaire a electrolyte non aqueux |
| JP2003051304A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| WO2004062003A1 (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 電気化学素子 |
| JP2006286624A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-19 | Samsung Sdi Co Ltd | 円筒形リチウムイオン二次電池 |
| WO2007015418A1 (ja) * | 2005-08-04 | 2007-02-08 | Tyco Electronics Raychem K.K. | 電気複合素子 |
| KR100731413B1 (ko) | 2005-09-23 | 2007-06-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 기능성 센터핀을 갖는 원통형 리튬 이온 이차 전지 |
| CN100356615C (zh) * | 2002-12-27 | 2007-12-19 | 松下电器产业株式会社 | 电化学元件 |
| JP2010501983A (ja) * | 2006-08-25 | 2010-01-21 | エルジー・ケム・リミテッド | 安全性を高めるための電気化学素子用の構造体及びこれを含む電気化学素子 |
| JP2010205696A (ja) * | 2009-03-06 | 2010-09-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 円筒型蓄電池およびその製造方法 |
| KR100988710B1 (ko) | 2006-03-29 | 2010-10-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 센터핀 및 이를 이용한 리튬 이차전지 |
| KR101240753B1 (ko) | 2011-07-06 | 2013-03-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
| JP2013089318A (ja) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Toyota Industries Corp | 二次電池 |
| WO2013103402A1 (en) * | 2011-11-30 | 2013-07-11 | Johnson Controls Technology Company | Electrochemical cell having a safety device |
| CN104701480A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-06-10 | 朱金凤 | 防漏电电池 |
| CN106099228A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-11-09 | 马根昌 | 遥控器电池 |
-
1998
- 1998-08-25 JP JP10238092A patent/JP2000067847A/ja active Pending
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003051304A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| WO2003015195A1 (fr) * | 2001-08-07 | 2003-02-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pile secondaire a electrolyte non aqueux |
| KR100867068B1 (ko) * | 2001-08-07 | 2008-11-04 | 파나소닉 주식회사 | 비수전해질 2차전지 |
| CN100356615C (zh) * | 2002-12-27 | 2007-12-19 | 松下电器产业株式会社 | 电化学元件 |
| WO2004062003A1 (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 電気化学素子 |
| JP2006286624A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-19 | Samsung Sdi Co Ltd | 円筒形リチウムイオン二次電池 |
| US8808900B2 (en) | 2005-03-30 | 2014-08-19 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cylindrical lithium ion secondary battery |
| JP2010092874A (ja) * | 2005-03-30 | 2010-04-22 | Samsung Sdi Co Ltd | 円筒形リチウムイオン二次電池 |
| JP4499680B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2010-07-07 | 三星エスディアイ株式会社 | 円筒形リチウムイオン二次電池 |
| US20110091748A1 (en) * | 2005-03-30 | 2011-04-21 | Yoo Eup Hyung | Cylindrical lithium ion secondary battery |
| US7879484B2 (en) | 2005-03-30 | 2011-02-01 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cylindrical lithium ion secondary battery |
| WO2007015418A1 (ja) * | 2005-08-04 | 2007-02-08 | Tyco Electronics Raychem K.K. | 電気複合素子 |
| KR100731413B1 (ko) | 2005-09-23 | 2007-06-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 기능성 센터핀을 갖는 원통형 리튬 이온 이차 전지 |
| KR100988710B1 (ko) | 2006-03-29 | 2010-10-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 센터핀 및 이를 이용한 리튬 이차전지 |
| US7879498B2 (en) * | 2006-03-29 | 2011-02-01 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Center pin and lithium ion secondary battery using the same |
| KR100993705B1 (ko) | 2006-08-25 | 2010-11-10 | 주식회사 엘지화학 | 안전성 향상을 위한 전기화학소자용 구조체 및 이를포함하는 전기화학소자 |
| JP2010501983A (ja) * | 2006-08-25 | 2010-01-21 | エルジー・ケム・リミテッド | 安全性を高めるための電気化学素子用の構造体及びこれを含む電気化学素子 |
| US9070955B2 (en) | 2006-08-25 | 2015-06-30 | Lg Chem, Ltd. | Structure for electrochemical device to improve safety and electrochemical device comprising the same |
| US9178252B2 (en) | 2006-08-25 | 2015-11-03 | Lg Chem, Ltd. | Structure for electrochemical device to improve safety and electrochemical device comprising the same |
| JP2010205696A (ja) * | 2009-03-06 | 2010-09-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 円筒型蓄電池およびその製造方法 |
| KR101240753B1 (ko) | 2011-07-06 | 2013-03-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
| US9123929B2 (en) | 2011-07-06 | 2015-09-01 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery |
| JP2013089318A (ja) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Toyota Industries Corp | 二次電池 |
| WO2013103402A1 (en) * | 2011-11-30 | 2013-07-11 | Johnson Controls Technology Company | Electrochemical cell having a safety device |
| CN104701480A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-06-10 | 朱金凤 | 防漏电电池 |
| CN106099228A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-11-09 | 马根昌 | 遥控器电池 |
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