JP2001210308A - 電池の保護構造及び電池内蔵用保護素子 - Google Patents

電池の保護構造及び電池内蔵用保護素子

Info

Publication number
JP2001210308A
JP2001210308A JP2000021883A JP2000021883A JP2001210308A JP 2001210308 A JP2001210308 A JP 2001210308A JP 2000021883 A JP2000021883 A JP 2000021883A JP 2000021883 A JP2000021883 A JP 2000021883A JP 2001210308 A JP2001210308 A JP 2001210308A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
switch
resin film
fuse
piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000021883A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Mitsube
昌紀 三邊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Uchihashi Estec Co Ltd
Original Assignee
Uchihashi Estec Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uchihashi Estec Co Ltd filed Critical Uchihashi Estec Co Ltd
Priority to JP2000021883A priority Critical patent/JP2001210308A/ja
Publication of JP2001210308A publication Critical patent/JP2001210308A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】電池内に収容する形式であり、かつ圧力スイッ
チの作動で電池外部との電気的接続が遮断されたのちに
圧力スイッチが復帰しても、電池外部との遮断を確実に
保持させ得る電池の保護構造を提供する。 【解決手段】電池内の異常圧力上昇によってスイッチオ
ンされるスイッチsと、スイッチsのスイッチオンによ
る電池の短絡電流で溶断されて電池内部が電池外部から
遮断されるヒューズfを備えている。

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、特にリチ
ウムイオン二次電池の過充電時の破裂を防止するために
使用される電池の保護構造及び電池内蔵用保護素子に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】リチウムイオン二次電池では、過充電が
進むと、電池内温度が上昇し、電解液の分解によりガス
が発生して内圧が上昇し、破裂や発火に至る畏れがあ
る。そこで、図4に示すように、孔開き陽極集電板4’
上にインナ−ガスケット71’を介して金属製弁板8’
を溶着して配設し(pは溶着点を示す)、この弁板8’
を陽極キャップ9’及び陽極集電板4’と共にアウタ−
ガスケット72’を介して陰極缶10’の上端部でかし
め固定することが知られている。
【0003】また、扁平角形電池を外装ケ−スに収容す
る形式の二次電池を対象として、電池の缶体が内圧上昇
により膨らんだときにスイッチオンする圧力スイッチを
電池の缶体平坦面と外装ケ−ス内面との間に装着し、こ
の圧力スイッチのスイッチオンによる電池の短絡電流で
溶断されるヒュ−ズを電池の陽極(または陰極)と外装
ケ−スの正極端子(または負極端子)との間のリ−ド線
に挿入することが提案されている(特開平10−214
612号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記図4に示す過充電
防止機構において、電池内圧が弁板8’の溶着強度を越
えると、図4の点線で示すように、弁板8’が陽極集電
板4’から離されて電池本体が電池外部(充電機)から
遮断され、充電が停止され、ガス発生も停止される。し
かしながら、溜った発生ガスが経時的に電解液に溶解さ
れ、電池内圧が低下し、弁板が陽極集電板に再接触され
て充電が再開される蓋然性がある。
【0005】他方、前記特開平10−214612号公
報に開示された過充電防止機構では、一旦電池内圧が異
常上昇されると、ヒュ−ズが溶断されて電池内部が充電
機から遮断されるから、圧力スイッチが復帰しても、充
電が再開されることはない。
【0006】しかしながら、圧力スイッチ及びヒュ−ズ
を電池と外装ケ−スとの間に収容しなければならず、外
装ケ−スの大型化が避けられない。また、電池の缶体が
電池内圧の上昇により圧力スイッチを作動させるに得る
ように膨らまされるものにしか適用できず、適用範囲が
限られる不都合もある。
【0007】本発明の目的は、電池内に収容する形式で
あり、かつ圧力スイッチの作動で電池外部との電気的接
続が遮断されたのちに圧力スイッチが復帰しても、電池
外部との遮断を確実に保持させ得る電池の保護構造及び
電池内蔵用保護素子を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電池の保護
構造は、電池内の異常圧力上昇によってスイッチオンさ
れるスイッチと、スイッチのスイッチオンによる電池の
短絡電流で溶断されて電池内部が電池外部から遮断され
るヒューズを備えていることを特徴とする構成である。
本発明に係る電池内蔵用保護素子は、電池内の異常圧力
上昇によってスイッチオンされるスイッチと、スイッチ
のスイッチオンによる電池の短絡電流で溶断されて電池
内部が電池外部から遮断されるヒューズを備えているこ
とを特徴とする構成であり、片面にに導体層を設けた2
個の樹脂フィルム片からなり、両樹脂フィルム片の端部
を導体層を対面させて孔開き絶縁スペ−サを介し重合す
ることによりスイッチとし、両樹脂フィルム片の少なく
とも一方にヒューズを設けた構成、または、片面に導体
層を設けた樹脂フィルム片と片面に導体層を設けた絶縁
基板片とからなり、樹脂フィルム片の端部と絶縁基板片
の端部とを導体層を対面させて孔開き絶縁スペ−サを介
し重合することによりスイッチとし、樹脂フィルム片ま
たは絶縁基板片の少なくとも一方にヒューズを設けた構
成、或いは、片面に導体層を設けた樹脂フィルム片と金
属板片とからなり、樹脂フィルム片の端部の導体層を金
属板片端部に対面させて孔開き絶縁スペ−サを介し重合
することによりスイッチとし、樹脂フィルム片または金
属板片の少なくとも一方にヒューズを設けた構成とする
ことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図1の(イ)は本発明に
おいて使用する保護素子の一実施例を示す平面図、図1
の(ロ)は同じく底面図、図1の(ハ)は図1の(イ)
におけるハ−ハ断面図である。図1において、1,1は
片面に導体層2を設けた樹脂フィルム片、sは両樹脂フ
ィルム片1,1の端部を導体層2,2を対面させて孔開
き絶縁スペ−サ3を介し重合することにより形成したス
イッチ、fは一方の樹脂フィルム片1の導体層2の途中
を狭巾にして形成したヒューズである。
【0010】上記樹脂フィルム片には、電池の電解液を
汚損せず、ヒューズのジュ−ル熱で溶融され、かつ外圧
でスム−ズに凹むものであれば、適宜のものを使用で
き、例えば、厚み10μm〜150μm好ましくは50
μm〜100μmの熱可塑性樹脂フィルムを使用でき
る。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチ
レンテレフタレ−ト、ポリアミド、ポリイミド、ポリブ
チレンテレフタレ−ト、ポリフェニレンオキシド、ポリ
エチレンサルファイド、ポリサルホン等のエンジニアリ
ングプラスチック、ポリアセタ−ル、ポリカ−ボネ−
ト、ポリフェニレンスルフィド、ポリオキシベンゾイ
ル、ポリエ−テルエ−テルケトン、ポリエ−テルイミド
等のエンジニアリングプラスチックやポリ塩化ビニル、
ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレ−ト、ポリ塩化
ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンポ
リテトラフルオロエチレン共重合体、エチレン酢酸ビニ
ル共重合体(EVA、AS樹脂、ABS樹脂、アイオノ
マ−、AAS樹脂、ACS樹脂等)の中から選択され
る。
【0011】上記導体層は、金属箔のラミネ−ト、金属
スパッタリング、金属蒸着、化学メッキ等により設ける
ことができる。
【0012】上記孔開き絶縁スペ−サには、基材レスの
孔開き両面粘着テ−プ、孔開き樹脂フィルム等を使用で
き、孔開き樹脂フィルムと導体層間の接着は熱融着によ
り行うことができる。
【0013】図2は、上記保護素子を使用した本発明に
係わる電池の保護構造を示し、ヒューズfを有する樹脂
フィルム片1aを樹脂面1を内側にしてル−プ状に曲
げ、そのル−プ始端部nの導体層2を孔開き陽極集電板
4の中央部に、ル−プ終端部mの導体層2を封口板5の
中央部にそれぞれ接触させて陽極集電板4と封口板5と
の間をヒューズfを介して導通し、他方の樹脂フィルム
片1bの端部の導体層2を陰極缶体6に電気的に接続し
てスイッチsを封口板5と陰極缶体6との間に位置させ
てある。図2において、1は樹脂フィルム面を示してい
る。図3は、図2の電気的等価回路図を示し、a−bは
外部端子である。
【0014】図2において、過充電が進むと、電解液の
分解によるガス発生により電池内圧が上昇する。而る
に、スイッチsにおける絶縁スペ−サの孔が、絶縁スペ
−サの各面と各樹脂フィルムの導体層面との気密接着の
ために気密化されており、この孔を挾む樹脂フィルム部
分が諸に電池内圧を受けて凹み、その樹脂フィルム部分
の導体層の相互が接触されてスイッチオンされる。従っ
て、図3の等価回路において、閉回路Cが短絡され、そ
の短絡電流によってヒューズfがジュ−ル発熱で溶断さ
れ、電池本体Eが電池外部(充電機)の端子a−bから
電気的に遮断される。この遮断により電池の充電が停止
され、前記発生ガスの電解液への溶解によって電池内圧
が低下される。而して、この内圧低下により、前記スイ
ッチsが復帰されてスイッチオフ状態となっても、ヒュ
ーズfの溶断で電池本体Eが充電機から電気的に遮断さ
れているから、再充電の発生はあり得ず、電池の破裂を
確実に防止できる。
【0015】図1に示した保護素子の実施例では、一方
の樹脂フィルム片の導体層にのみヒューズを形成してい
るが、他方の樹脂フィルム片の導体層にもヒューズを形
成することもでき、この場合、図3の等価回路におい
て、封口板と陰極缶体との間にも点線で示すようにヒュ
ーズf’が挿入されることになる。
【0016】上記ル−プ状に曲げられる樹脂フィルム片
には、可撓性が要求されるが、他方の樹脂フィルム片
は、リジットな導体層付き絶縁基板片、例えばガラス基
板片に置換すること、または金属板片に置換することが
可能である。この場合、導体層付き絶縁基板片の導体層
の途中を狭巾にして絶縁基板片側にもヒューズを設ける
こと、または金属板片の途中を狭巾にして金属板片側に
もヒューズを設けることも可能である。
【0017】また、上記樹脂フィルム片のヒューズは、
導体層の途中にヒューズエレメントを接続することによ
り設けることも可能である。
【0018】本発明に係わる電池の保護構造の上記実施
例では、スイッチとヒューズとを有する保護素子を用い
ているが、別体のスイッチとヒューズ使用することもで
きる。
【0019】
【発明の効果】本発明においては、電池内に圧力スイッ
チを収容し、電池内圧力の異常上昇による圧力スイッチ
の作動で電池外部との電気的接続を遮断するようにして
いるから、外装ケ−スの寸法増加を招くことなく、また
内圧上昇により缶体が膨張される型式の電池に限定され
ることなく電池の過充電に起因する破裂を防止できる。
更に、圧力スイッチが復帰しても再度の過充電を確実に
防止でき、電池破裂の防止に万全をきすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電池内蔵用保護素子の一実施例を
示す図面である。
【図2】本発明に係る電池内蔵用保護素子の電池内部へ
の取付け構造を示す図面である。
【図3】図3の取付け構造の電気的等価回路を示す図面
である。
【図4】従来の電池保護機構を示す図面である。
【符号の説明】
1 樹脂フィルム 2 導体層 3 孔開き絶縁スペ−サ s スイッチ f ヒューズ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電池内の異常圧力上昇によってスイッチオ
    ンされるスイッチと、スイッチのスイッチオンによる電
    池の短絡電流で溶断されて電池内部が電池外部から遮断
    されるヒューズを電池の内部に備えていることを特徴と
    する電池の保護構造。
  2. 【請求項2】電池内の異常圧力上昇によってスイッチオ
    ンされるスイッチと、スイッチのスイッチオンによる電
    池の短絡電流で溶断されて電池内部が電池外部から遮断
    されるヒューズを備えていることを特徴とする電池内蔵
    用保護素子。
  3. 【請求項3】片面に導体層を設けた2個の樹脂フィルム
    片からなり、両樹脂フィルム片の端部を導体層を対面さ
    せて孔開き絶縁スペ−サを介し重合することによりスイ
    ッチとし、両樹脂フィルム片の少なくとも一方にヒュー
    ズを設けた請求項2記載の電池内蔵用保護素子。
  4. 【請求項4】片面に導体層を設けた樹脂フィルム片と片
    面に導体層を設けた絶縁基板片とからなり、樹脂フィル
    ム片の端部と絶縁基板片の端部とを導体層を対面させて
    孔開き絶縁スペ−サを介し重合することによりスイッチ
    とし、樹脂フィルム片または絶縁基板片の少なくとも一
    方にヒューズを設けた請求項2記載の電池内蔵用保護素
    子。
  5. 【請求項5】片面に導体層を設けた樹脂フィルム片と金
    属板片とからなり、樹脂フィルム片の端部の導体層を金
    属板片端部に対面させて孔開き絶縁スペ−サを介し重合
    することによりスイッチとし、樹脂フィルム片または金
    属板片の少なくとも一方にヒューズを設けた請求項2記
    載の電池内蔵用保護素子。
JP2000021883A 2000-01-31 2000-01-31 電池の保護構造及び電池内蔵用保護素子 Pending JP2001210308A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000021883A JP2001210308A (ja) 2000-01-31 2000-01-31 電池の保護構造及び電池内蔵用保護素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000021883A JP2001210308A (ja) 2000-01-31 2000-01-31 電池の保護構造及び電池内蔵用保護素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001210308A true JP2001210308A (ja) 2001-08-03

Family

ID=18548238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000021883A Pending JP2001210308A (ja) 2000-01-31 2000-01-31 電池の保護構造及び電池内蔵用保護素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001210308A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005117164A1 (en) * 2004-04-16 2005-12-08 Lg Chem, Ltd. Battery safety device and battery having the same
KR100654567B1 (ko) * 2004-04-16 2006-12-05 주식회사 엘지화학 전지용 안전 소자 및 이를 구비한 전지
WO2012157855A1 (ko) * 2011-05-17 2012-11-22 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 전지팩
CN107293687A (zh) * 2016-04-11 2017-10-24 三星Sdi株式会社 二次电池
WO2023145680A1 (ja) * 2022-01-28 2023-08-03 パナソニックエナジー株式会社 電池及び集電板

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005117164A1 (en) * 2004-04-16 2005-12-08 Lg Chem, Ltd. Battery safety device and battery having the same
KR100654567B1 (ko) * 2004-04-16 2006-12-05 주식회사 엘지화학 전지용 안전 소자 및 이를 구비한 전지
JP2007533100A (ja) * 2004-04-16 2007-11-15 エルジー・ケム・リミテッド 電池用安全素子及びこれを備えた電池
US8048551B2 (en) 2004-04-16 2011-11-01 Lg Chem, Ltd. Battery safety device and battery having the same
WO2012157855A1 (ko) * 2011-05-17 2012-11-22 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 전지팩
US9761911B2 (en) 2011-05-17 2017-09-12 Lg Chem, Ltd. Battery pack of improved safety
CN107293687A (zh) * 2016-04-11 2017-10-24 三星Sdi株式会社 二次电池
WO2023145680A1 (ja) * 2022-01-28 2023-08-03 パナソニックエナジー株式会社 電池及び集電板

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8709621B2 (en) Rechargeable battery
US6899972B2 (en) Secondary battery with thermal protector
CN1170326C (zh) 用于电化学电池的断流器
US9059459B2 (en) Secondary battery
CA2251100C (en) Current interrupter for electrochemical cells
JP4220331B2 (ja) 二次電池用安全装置とそれを備えた二次電池
US20040126650A1 (en) Electrode assembly for lithium ion cell and lithium cell using the same
EP1422771A1 (en) Non-aqueous electrolytic secondary battery
CN109285974B (zh) 二次电池顶盖组件及二次电池
KR20040100264A (ko) 파우치형 리튬 이차 전지와 이의 제조 방법
JP2011077023A (ja) 電流遮断素子及びこれを備えた二次電池
JP2000048801A (ja) 二次電池のキャップアセンブリおよび二次電池の電流遮断機
JP2006313741A (ja) 二次電池
JPH0562664A (ja) 防爆型非水二次電池
KR20010081977A (ko) 리튬-이온-폴리머 배터리용 안전 장치
KR100516772B1 (ko) 전극탭을 캔의 단변부에 위치시킨 이차전지
KR20070075927A (ko) 안전성이 향상된 소형 전지팩
JPH1140204A (ja) 二次電池
JP2001210308A (ja) 電池の保護構造及び電池内蔵用保護素子
JP2014235943A (ja) 二次電池
JP3646442B2 (ja) 非水電解液電池
JP2000323114A (ja) 密閉電池
JPH117932A (ja) 二次電池
KR20190002156A (ko) 과충전 방지부재를 가지는 배터리 셀
KR100696799B1 (ko) 이차 전지 및 이를 이용한 팩 전지