JP2001229905A

JP2001229905A - 非水電解液二次電池

Info

Publication number: JP2001229905A
Application number: JP2000033693A
Authority: JP
Inventors: Tokio Kuwata; 登起夫桑田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2001-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】電極素子内に発生したガスを容易に外部に排
出できる非水電解液二次電池を提供する。【解決手段】電極素子２は、巻回された正極電極、負
極電極、およびセパレータの積層膜よりなる。外装缶１
の一方は、蓋体７、ＰＴＣ素子３、及び安全弁６がガス
ケット８を介してかしめつけられて封口される。有孔板
１８は、薄い円板形状からなっている。この有孔板１８
には、中心孔１８ａ、外周孔１８ｂ、および凸部１８ｃ
が形成されている。中心孔１８ａは、有孔板１８の中央
に形成されている。中心孔１８ａの形状はほぼ円形であ
り、その円の中心は有孔板１８の中心点と一致してい
る。外周孔１８ｂは、有孔板１８の外周付近に形成され
ている。凸部１８ｃは、有孔板１８の最外周側に設けら
れている。センターピン１７は、その形状が略円筒形で
あり、金属からなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解液二次電
池に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ラップトップコンピュータ、ワー
プロ等の携帯情報機器、カメラ一体型ビデオテープレコ
ーダ、液晶テレビジョン等のＡＶ機器や、携帯電話等の
移動体通信機器等の発展はめざましく、電源として用い
られる電池に対して、小型、軽量、高エネルギー密度の
二次電池が要求されている。これまで、鉛電池、ニッケ
ルカドミウム電池、ニッケル水素電池等の水溶液系二次
電池が使用されていたが、軽量化、高エネルギー密度等
の要求に対して、十分でない。

【０００３】最近、高エネルギー密度を有しクリーンな
電池として、非水電解液二次電池に大きな関心と期待が
持たれている。ここで、従来の非水電解液二次電池につ
いて、図５を参照しながら説明する。図５は、従来の非
水電解液二次電池の断面図である。この非水電解液二次
電池においては、円筒型の外装缶１内に、電極素子２が
収納され、外装缶１内に非水電解液（図示せず）が注入
され、この非水電解液が電極素子２に含浸されている。

【０００４】電極素子２は、それぞれフィルム状の正極
電極と負極電極とが、フィルム状のセパレータを介して
積層され、この積層フィルムが、例えば円筒状の巻芯の
周囲に渦巻き状に巻回されている。

【０００５】センターピン１７は、電極素子２の空間部
の中に収納されている。センターピン１７は、その形状
が略円筒形であり、金属からなっている。このセンター
ピン１７の機能は、非水電解液二次電池が圧壊されたと
きに、電極素子の空間部がつぶれるのをくい止め、発生
ガスの通過路が閉塞されるのを防ぐことにある。

【０００６】絶縁板１５および１６は、電極素子２を挟
む状態で配置されている。ここで、絶縁板１６は、その
外形がほぼ円形であり、その中には中心孔１６ａが形成
されている。中心孔１６ａは、その形状がほぼ円形であ
る。また、この円は、絶縁板１６の中心点を中心として
いる。なお、絶縁板１５および１６の外側に、電極素子
２の正極リード９および負極リード１０の遊端を導出す
る。そして、負極リード１０の遊端は、外装缶１の底面
に溶接される。

【０００７】外装缶１の一方には、蓋体７、ＰＴＣ素子
３、及び安全弁６がガスケット８を介してかしめつけら
れて封口される。これにより、蓋体７、ＰＴＣ素子３、
及び安全弁６は、電気的に接続される。

【０００８】安全弁６は、その中央部に、電極素子２側
に向かって突出する突起部６ａが形成されている。この
突起部６ａは、ディスク１１の中心孔１１ｃを通して、
サブディスク４に溶接されている。これにより、突起部
６ａはサブディスク４と電気的に接続される。

【０００９】サブディスク４は、その形状が薄い円板で
あり、ディスク１１の中心でかつディスク１１の電極素
子２側に溶接されている。また、サブディスク４の電極
素子２側には、正極リード９が溶接されている。これに
より、サブディスク４と正極リード９は電気的に接続さ
れる。

【００１０】この従来の非水電解液二次電池では、電極
素子２内でガスが発生した場合、発生したガスは電極素
子２の安全弁６側または外装缶１の底側から排出され
る。安全弁６側から排出されたガスは、絶縁板１５の外
周孔１５ｃを通過し安全弁６に至ることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、絶縁板１６は
中心孔１６ａ以外に孔を有していないので、外装缶１の
底側に排出されるガスは、センターピン１７の開口部へ
の移動が阻止される。また、電極素子２内でガスが発生
する状況下では、電池内部は高温になっているので、電
極素子２の下側にあるセパレータおよび絶縁板１６が軟
化し、外装缶１の底に貼り付くように変形している。し
たがって、発生したガスのセンターピン１７の開口部へ
の移動はさらに阻止される。この結果、発生したガスを
電池の外部に排出することが困難になる。

【００１２】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、電極素子内に発生したガスを容易に外部
に排出できる非水電解液二次電池を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の非水電解液二次
電池は、一端を閉じ他端を開く外装缶と、外装缶に収納
される電極素子であって、空間部を有するものと、上記
他端側に設けられた安全弁とを含む非水電解液二次電池
において、上記電極素子の上記空間部に収納される、略
円筒形のセンターピンと、上記電極素子の上記一端側
に、配置される有孔板とを有し、上記有孔板が、中心孔
と外周孔が形成されているものである。また、上述の非
水電解液二次電池は、有孔板に、外装缶の一端側に、凸
部を設ける。

【００１４】本発明の非水電解液二次電池によれば、電
極素子の空間部に収納される略円筒形のセンターピン
と、電極素子の一端側に配置される有孔板とを有するの
で、電極素子内に発生したガスのうち、外装缶の一端側
から排出されたガスは、まず有孔板の外周孔を通過し、
つぎに外装缶の一端側にある空隙部を通過し、つぎにセ
ンターピンの中空部を通過し、つぎに安全弁の開裂部を
通過して外装缶の他端側に排出される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、非水電解液二次電池に係る
発明の実施の形態について説明する。まず、本実施の形
態に係る非水電解液二次電池の構成について図１を参照
しながら説明する。図１は、本実施の形態に係る非水電
解液二次電池を示す断面図である。この実施の形態は、
リチウムをドープ、脱ドープ可能な材料を正極及び（ま
たは）負極に備え、非水電解液を備えてなる、非水電解
液リチウム二次電池に適用した場合であるが、本発明は
この実施の形態および図１の例に限られるものではな
い。

【００１６】外装缶１は、ニッケル（Ｎｉ）メッキが施
された鉄製の円筒型の容器であり、図１において下側
に、閉じた一端（以下、単に「一端」という）を有し、
また図１において上側に、開いた他端（以下、単に「他
端」という）を有している。この実施の形態において
は、外装缶１内に、電極素子２が収納され、外装缶１内
に非水電解液（図示せず）が注入され、この非水電解液
が電極素子２に含浸されている。なお、外装缶１は上述
のように円筒型のものに限定されるわけではない。この
ほか楕円型等他の筒状の電池であってもかまわない。

【００１７】電極素子２は、それぞれフィルム状の正極
電極と負極電極とが、フィルム状のセパレータを介して
積層され、この積層フィルムが、例えば円筒状の巻芯の
周囲に渦巻き状に巻回されてなる。また、電極素子２の
中心には、この電極素子２の長手方向に貫通し、横断面
が円形の空間部２ａが存在する。

【００１８】電極素子２の正極電極および負極電極は、
それぞれ例えばアルミニウム（Ａｌ）箔および銅（Ｃ
ｕ）箔よりなる帯状の集電体箔の両面に正極活物質およ
び負極活物質が塗布されてなる。

【００１９】各正極電極および負極電極の、各集電体箔
の互いの反対側の端部からＡｌよりなる正極リードおよ
びＮｉよりなる負極リードの一端が溶接され、電極素子
２の中心側から正極リード９が電極素子２外に導出さ
れ、電極素子２の外周側から負極リード１０が導出され
る。この電極素子２は、外装缶１内に、負極リード１０
の導出側を、外装缶１の底部側にして挿入される。

【００２０】上述の電極素子２において、正極電極の正
極活物質は、例えばＬｉを脱ドープ、再ドープ可能な物
質、例えばリチウム遷移金属複合酸化物による活物質Ｌ
ｉ_xＭＯ₂（Ｍは、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎの１種以上の遷移
金属で、０．４≦ｘ≦１．１）で表せる複合酸化物、中
でもＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄等が
好ましい。このようなリチウム遷移金属酸化物は、例え
ばＬｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎの炭酸塩、硝酸塩、酸化物、
水酸化物等を出発原料として、これらを組成に応じた量
で混合し、６００℃〜１０００℃の温度範囲で焼成する
ことにより得られる。

【００２１】また、負極電極の負極活物質は、例えばＬ
ｉをドープ、脱ドープ可能な物質例えば２０００℃以下
の比較的低い温度で焼成して得られる低結晶性炭素材料
や、結晶化しやすい原料を３０００℃近くの高温で処理
した人造黒鉛や天然黒鉛等の高結晶性材料等が用いられ
る。例えば、熱分解炭素類、コークス類、黒鉛類、ガラ
ス状炭素類、有機高分子化合物焼成体（フラン樹脂等を
適当な温度で焼成し炭素化したもの）、炭素繊維、活性
炭などが使用可能である。

【００２２】低結晶性炭素材料として好ましくはフラン
樹脂や、石油ピッチ等を１５００℃未満で焼成して炭素
化したもので、広角Ｘ線回折法による（００２）面の面
間隔が３．７０オングストローム以上、真密度が１．７
０ｇ／ｃｍ³未満であり、かつ空気気流中の示差熱分析
で７００℃以上に発熱ピークを有していない炭素質材料
を用いる。黒鉛粉末として好ましくは、広角Ｘ線回折法
による（００２）面の面間隔が３．４２オングストロー
ム未満である炭素質材料を用いる。これらの炭素質材料
は、Ｌｉのドープ、脱ドープ量が大きく、かつ充放電サ
イクル寿命性能にすぐれている材料であり、また負極材
料は、正極材料との組み合せで、使用する機器に最も適
合する組み合せを選定することができる。

【００２３】セパレータは、例えばポリエチレン、ポリ
プロピレン、テフロンの微多孔膜によって構成すること
ができる。

【００２４】また、非水電解液は、有機溶媒とこれに溶
解した電解質からなる。あるいは、非水電解液を高分子
化合物と混合させたいわゆるポリマー電解質や、高分子
化合物に電解質を混合もしくは結合させたポリマー電解
質を用いることもできる。有機溶媒としては、例えばエ
チレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の環状
カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボ
ネート等の鎖状カーボネート、γ−ブチロラクトン、γ
−パレロラクトン等の環状エステル、酢酸エチル、プロ
ピオン酸メチル等の鎖状エステル、テトラヒドロフラ
ン、１，２−ジメトキシエタン等のエーテル等の１種以
上を用いることができる。電解質としては、用いる溶媒
に溶解し、イオン導電性を示すリチウム塩の例えばＬｉ
ＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＣＦ₃Ｓ
Ｏ₃、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＣ（ＣＦ₃ＳＯ
₂）₃等の１種以上を用いることができる。

【００２５】外装缶１の他端側には、蓋体７、ＰＴＣ素
子３、及び安全弁６がガスケット８を介してかしめつけ
られて封口される。すなわち、例えばステンレス、Ｎ
ｉ、Ｆｅによる正極側端子導出部となる蓋体７と、例え
ば正温度特性を有するリング状のＰＴＣ素子３と、その
内側に配置された例えばＡｌによる安全弁６が、ガスケ
ット８によって挟み込まれて外装缶１の開口端にかしめ
つけられて封止される。これにより、蓋体７、ＰＴＣ素
子３、及び安全弁６は、電気的に接続される。

【００２６】蓋体７には、気体が自由に通過することが
できる通気孔７ａが設けられている。安全弁６は、他端
側に設けられ、その中央部に、電極素子２側に向かって
突出する突起部６ａが形成されている。この突起部６ａ
は、ディスク１１（後述する）の中心孔を通して、サブ
ディスク４（後述する）に溶接されている。これによ
り、突起部６ａはサブディスク４と電気的に接続され
る。

【００２７】ディスク１１は、ディスクホルダ１２を介
して安全弁６の内側に固定されている。このディスク１
１は、例えばＡｌ等の金属板よりなる。なお、ディスク
ホルダ１２は、安全弁６とディスク１１を電気的に絶縁
する機能を有する。

【００２８】サブディスク４は、その形状が薄い円板で
あり、例えばＡｌなどの金属からなっている。このサブ
ディスク４は、ディスク１１の中心で、かつディスク１
１の電極素子２側に溶接されている。また、サブディス
ク４の、電極素子２側の面には正極リード９の遊端が溶
接されている。これにより、サブディスク４と正極リー
ド９は電気的に接続される。この結果、安全弁６の突起
部６ａは正極リード９と電気的に接続されることにな
る。

【００２９】絶縁板１５および１６は、電極素子２を挟
む状態で、外装缶１の一端側および他端側に配置されて
いる。この絶縁板１５および１６の材料としては、ポリ
プロピレン（ＰＰ）などのプラスチックや、ガラスクロ
スにフェノール樹脂を含浸させ積層したものなど、通常
用いられている材料を使用することができる。

【００３０】なお、絶縁板１５および１６の外側に、電
極素子２の正極リード９および負極リード１０の遊端を
導出する。そして、負極リード１０の遊端は、例えば電
極端子導出部となる外装缶１の底面に溶接される。

【００３１】ここで、絶縁板１６について図２を参照し
ながら詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る非
水電解液二次電池に用いる、絶縁板の組立構成を示す斜
視図である。絶縁板１６は、その外形がほぼ円形であ
り、その中には中心孔１６ａ、および外周孔１６ｂが形
成されている。

【００３２】中心孔１６ａは、その形状がほぼ円形であ
る。また、この円は、絶縁板１６の中心点を中心として
いる。この中心孔１６ａの内径は、センターピン１７を
通過させる大きさを確保し、かつ電極素子２の絶縁性を
確保する大きさ以下である必要がある。

【００３３】外周孔１６ｂは、絶縁板１６の外周側に多
数設けられている。その形状はほぼ円形である。この外
周孔１６ｂの機能は、電極素子２の一端側から排出され
る発生ガスを通過させ、有孔板１８の外周孔１８ｂ（後
述する）に導くことにある。なお、外周孔１６ｂの内
径、個数、および位置は、図２に示されたものに限定さ
れるわけではない。外周孔１６ｂの内径は、発生ガスを
十分に通過させることができる大きさ以上で、かつ電極
素子２の絶縁性を確保することができる大きさ以下であ
ることが好ましい。また、外周孔１６ｂの個数について
も同様である。また、外周孔１６ｂの形状は、円形に限
定されない。

【００３４】また、絶縁板１６を有孔板１８の上に任意
に載置したときに、絶縁板１６の外周孔１６ｂと有孔板
１８の外周孔１８ｂのそれぞれの空間が共通する空間の
総面積が、発生ガスを充分に通過させることができる面
積以上となるように、絶縁板１６の外周孔１６ｂの位置
を決めることが好ましい。

【００３５】有孔板１８は、図１に示すように、電極素
子２の一端側でかつ絶縁板１６に接して配置されてい
る。この有孔板１８の機能は、電極素子内にガスが発生
し高温となる状況下においても、有孔板１８自身が高温
により変形することなく、外装缶１の底に存在する空隙
部１９が狭くなるのを防止し、発生ガスの通過空間を確
保することにある。したがって、有孔板１８の材質とし
ては、６００℃でも変形しないＳＵＳなどの金属を使用
することが好ましい。

【００３６】つぎに、有孔板１８について図２を参照し
ながら詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る非
水電解液二次電池に用いる、有孔板の組立構成を示す斜
視図である。有孔板１８は、薄い円板形状からなってい
る。また、この有孔板１８には、中心孔１８ａ、外周孔
１８ｂ、および凸部１８ｃが形成されている。

【００３７】中心孔１８ａは、有孔板１８の中央に形成
されている。中心孔１８ａの形状は、ほぼ円形であり、
その円の中心は有孔板１８の中心点と一致している。ま
た、この中心孔１８ａの機能は、外装缶１の底部にある
空隙部１９（図１参照）に充満したガスをこの中心孔１
８ａを通過させ、センターピン１７の中空部１７ａに導
くことにある。また、中心孔１８ａの周辺には、センタ
ーピン１７の一端が溶接されている。また、この中心孔
１８ａの径は、センターピン１７の中空部１７ａの横断
面における内径の大きさに合わせている。なお、中心孔
１８ａの内径は、ここに例示した大きさに限定されるわ
けではない。間隙部１９に充満したガスを通過させるの
に充分な大きさ以上であり、かつセンターピン１７の一
端と溶接するのに充分な溶接しろがある大きさ以下であ
ることが好ましい。

【００３８】外周孔１８ｂは、有孔板１８の外周付近に
６個形成されている。外周孔１８ｂの形状はほぼ円形で
ある。この外周孔１８ｂの機能は、絶縁板１６の外周孔
１６ｂの中に充満しているガスを通過させて、外装缶１
の底にある間隙部１９に導くことにある。

【００３９】なお、この外周孔１８ｂの大きさ、個数、
および位置は上述した例に限定されるものではない。外
周孔１８ｂの大きさは、ガスを充分に通過させることが
できる大きさ以上であり、かつ高温により軟化した絶縁
板１６が流動化して外周孔１８ｂを通り間隙部１９を閉
塞するのを防ぐため、軟化した絶縁板１６の変形を抑え
ることができる大きさ以下にすることが好ましい。

【００４０】また、外周孔１８ｂの個数は、絶縁板１６
の外周孔１６ｂに充満したガスを通過させるのに充分な
個数以上であり、かつ有孔板１８の機械的強度を最低限
確保できる個数以下であることが好ましい。また、外周
孔１８ｂの位置は、絶縁板１６の説明で言及したよう
に、絶縁板１６を有孔板１８の上に任意に載置したとき
に、絶縁板１６の外周孔１６ｂと有孔板１８の外周孔１
８ｂのそれぞれの空間が共通する空間の総面積が、発生
ガスを充分に通過させることができる面積以上となるよ
うに、有孔板１８の外周孔１８ｂの位置を決めることが
好ましい。なお、外周孔１８ｂの代わりに、その目的が
達成できる限りにおいては、切り込み構造（図２Ａ参
照）、またはメッシュ状等の他の構造としてもよい。

【００４１】凸部１８ｃは、有孔板１８の一端側でかつ
最外周側に複数個設けられている。この凸部１８ｃは、
ほぼ立方体形状を有している。この凸部１８ｃの機能
は、図１からわかるように、有孔板１８を外装缶１の底
から浮上させて空隙部１９の厚さを一定以上になるよう
にし、発生ガスの通過断面積を十分に確保することにあ
る。

【００４２】なお、凸部１８ｃの形状、個数、および位
置は、上述の例に限定されるものではない。凸部１８ｃ
の形状は、空隙部１９のガスの通過に支障を来さないも
のであれば、いかなる形状であってもかまわない。ま
た、凸部１８ｃの大きさは、落下等の衝撃等を受けた場
合でも、十分に電極素子等を支えることができる機械的
強度を確保する大きさ以上であり、かつ発生ガスの通過
に支障とならない大きさ以下であることが好ましい。

【００４３】また、凸部１８ｃの高さは、発生ガスの通
過に充分な空隙部１９の断面積を確保できる高さ以上で
あり、かつ電極素子２を小さくすることにより生じる容
量低下が許容できる程度となる高さ以下であることが好
ましい。これらのことを考慮すると、凸部１８ｃの高さ
は０．２〜０．５ｍｍの範囲にあることが好ましい。

【００４４】凸部１８ｃの個数は、有孔板１８を安定的
に保持できる最小限の数である３個以上で、発生ガスの
通過に支障を来さない数以下であることが好ましい。ま
た、凸部１８ｃの位置は、最外周部分ばかりでなく、さ
らに内側に設けることもできる。発生ガスの通過に邪魔
にならない位置であり、かつ負極リード１０を配置する
のに障害とならなければいずれの場所に設けてもよい。

【００４５】センターピン１７は、図１に示すように、
電極素子２の空間部２ａの中に収納されている。センタ
ーピン１７は、その形状が略円筒形であり、金属からな
っている。このセンターピン１７の機能は、非水電解液
二次電池が圧壊されたときに、電極素子の空間部がつぶ
れるのをくい止め、発生ガスの通過路が閉塞されるのを
防ぐことにある。

【００４６】センターピン１７は、略円筒形であるの
で、内側には中空部１７ａが存在する。この中空部１７
ａはセンターピン１７の長手方向に貫通している。した
がって、外装缶１の底にある空隙部１９に充満したガス
は有孔板１８の中心孔１８ａを経由してこのセンターピ
ン１７の中空部１７ａを通過することができる。

【００４７】なお、上述の例では、センターピン１７の
一端と有孔板１８の中心孔１８ａの周辺は溶接により固
定されていると説明したが、この形態に限定されるわけ
ではない。すなわち、センターピン１７と有孔板１８が
一体で成形されたものでもよい。また、センターピン１
７と有孔板１８が分離している状態、すなわち、センタ
ーピン１７は従来のものを用い、有孔板１８の上に載せ
るだけの形態であってもよい。ただし、この場合、有孔
板１８の中心孔１８ａの内径は、センターピン１７の外
径よりも小さくしなければならない。

【００４８】つぎに、本実施の形態に係る非水電解液二
次電池に用いる、有孔板、センターピン、および安全弁
の働きについて説明する。図３は、本実施の形態に係る
非水電解液二次電池における、発生ガスの流れの経路を
示す断面図である。電極素子２の中で発生したガスは、
正極および負極の集電体、並びにセパレータが障害とな
るため、電極素子２の外周面または内周面から排出する
ことができない。したがって、発生ガスは電極素子２の
一端側または他端側から排出される。

【００４９】電極素子２内で発生したガスのうち、電極
素子２の他端側から排出されるガスは、図３の矢印で示
すように、絶縁板１５の外周孔１５ｃを通じて安全弁６
側に排出される。一方、電極素子２の一端側から排出さ
れるガスは、まず絶縁板１６の外周孔１６ｂを通過し、
つぎに有孔板１８の外周孔１８ｂを通過して空隙部１９
に至る。この空隙部１９に充満したガスは、つぎに有孔
板１８の中心孔１８ａ、センターピン１７の中空部１７
ａ、さらに絶縁板１５の中心孔１５ａを通じて安全弁６
側に排出される。

【００５０】つぎに、本実施の形態に係る非水電解液二
次電池に用いる安全弁の動作について説明する。ここ
で、安全弁は電流遮断機構と開裂機構の２つの機構を有
している。

【００５１】まず、電流遮断機構およひ開裂機構を説明
する前に、安全弁の通常状態について説明する。図４Ａ
は、本実施の形態に係る非水電解液二次電池について
の、通常状態における安全弁６の様子を示す断面図であ
る。この図４Ａは、図１のうちその上部を示したもので
ある。

【００５２】図４Ａにおいて、サブディスク４はディス
ク１１の中心孔１１ｃを塞いでいるものの、サブディス
ク４の径は小さいので、ディスク１１の外周近くに設け
られている外周孔１１ｄを塞いでいない。また、ディス
ク１１はその外周孔１１ｄが塞がれていないので、電池
内に存在する気体は通過することができる。これに対し
て、安全弁６は孔が存在しないので、電池内に存在する
気体は外部に出ることができず気密の状態が保たれる。

【００５３】つぎに、安全弁の電流遮断機構における動
作について説明する。図４Ｂは、本実施の形態に係る非
水電解液二次電池についての、電流遮断状態における安
全弁の働きを示す断面図である。外装缶１内にガスが発
生したとき、内部の圧力が高くなる。このとき、発生し
たガスは、ディスク１１の外周孔１１ｄを通過し、安全
弁６の内側の面に圧力をかける。その結果、安全弁６は
外側に押されて外側方向に膨らんで変形する。

【００５４】この安全弁６の変形により、安全弁６の突
起部６ａとサブディスク４との溶接部において、その溶
接部の周囲に存在するサブディスク４がせん断力により
引きちぎられる。このように、突起部６ａとサブディス
ク４とが離れることにより、電極素子２の正極リード９
と、蓋体７との間の電気的接続が切断される。すなわ
ち、正極リード９は、サブディスク４および突起部６ａ
を通じて安全弁６と、さらにＰＴＣ素子３および蓋体７
を通じて電気的に接続されているが、上述のようにサブ
ディスク４と突起部６ａとが離れることにより、正極リ
ード９と蓋体７の電気的接続も切断されることになる。

【００５５】つぎに、安全弁の開裂機構における動作に
ついて説明する。図４Ｃは、本実施の形態に係る非水電
解液二次電池についての開裂状態における安全弁の働き
を示す断面図である。外装缶１内の圧力が、上述した電
流遮断状態における圧力よりも、さらに高くなると安全
弁６自体が開裂する。このように、安全弁６は開裂して
いる状態においては、発生したガスは、まずディスク１
１の外周孔１１ｄを通過し、つぎに安全弁６の開裂部６
ｂを通過し、さらに蓋体７の通気孔７ａを通過して外部
に解放される。

【００５６】以上のことから、本実施の形態によれば、
電極素子の空間部に収納される略円筒形のセンターピン
と、電極素子の一端側に配置される有孔板とを有するの
で、電極素子内に発生したガスのうち、外装缶の一端側
から排出されたガスは、まず有孔板の外周孔を通過し、
つぎに外装缶の一端側にある空隙部を通過し、つぎにセ
ンターピンの中空部を通過し、つぎに安全弁の開裂部を
通過して外装缶の他端側に排出される。したがって、電
極素子内に発生したガスを容易に外部に排出できる。

【００５７】なお、上述の実施の形態では、電極素子と
有孔板の間に絶縁板を配置する例について説明したが、
この形態に限定されるわけではない。すなわち、絶縁板
を配置しない形態においても、本発明の効果を奏するこ
とができる。また、本発明の適用範囲は、上述の円筒型
の非水電解液二次電池にのみに限定されるわけではな
い。すなわち、センターピンを有する非水電解液二次電
池であれば大型のもの、中型のもの、または小型のもの
いずれにも適用できる。また、本発明は上述の実施の形
態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々
の構成を採り得ることはもちろんである。

【００５８】

【発明の効果】本発明は、以下に記載されるような効果
を奏する。電極素子の空間部に収納される略円筒形のセ
ンターピンと、電極素子の一端側に配置される有孔板と
を有するので、電極素子内に発生したガスを容易に外部
に排出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る非水電解液二次電池を示す
断面図である。

【図２】本実施の形態に係る非水電解液二次電池に用い
る、有孔板、センターピン、絶縁板、および電極素子の
組立構成を示す斜視図である。

【図３】本実施の形態に係る非水電解液二次電池におけ
る、発生ガスの流れの経路を示す断面図である。

【図４】本実施の形態に係る非水電解液二次電池におけ
る、発生ガスの電池外部への流れの経路を示す断面図で
ある。

【図５】従来の非水電解液二次電池を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１‥‥外装缶、２‥‥電極素子、２ａ‥‥空間部、３‥
‥ＰＴＣ素子、４‥‥サブディスク、６‥‥安全弁、６
ａ‥‥突起部、７‥‥蓋体、８‥‥ガスケット、９‥‥
正極リード、１０‥‥負極リード、１１‥‥ディスク、
１１ｃ‥‥中心孔、１２‥‥ディスクホルダ、１５‥‥
絶縁板、１５ａ‥‥中心孔、１５ｃ‥‥外周孔、１６‥
‥絶縁板、１６ａ‥‥中心孔、１６ｂ‥‥外周孔、１７
‥‥センターピン、１７ａ‥‥中空部、１８‥‥有孔
板、１８ａ‥‥中心孔、１８ｂ‥‥外周孔、１８ｃ‥‥
凸部、１９‥‥空隙部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端を閉じ他端を開く外装缶と、上記外
装缶に収納される電極素子であって、空間部を有するも
のと、上記他端側に設けられた安全弁とを含む非水電解
液二次電池において、上記電極素子の上記空間部に収納
される、略円筒形のセンターピンと、上記電極素子の上
記一端側に、配置される有孔板とを有し、上記有孔板
は、中心孔と外周孔が形成されていることを特徴とする
非水電解液二次電池。
【請求項２】有孔板は、外装缶の一端側に、凸部を有
することを特徴とする請求項１記載の非水電解液二次電
池。