JP2001273932A - 円筒形リチウムイオン二次電池 - Google Patents
円筒形リチウムイオン二次電池Info
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Abstract
度な振動や衝撃を受けた際の内部短絡を防止する上部絶
縁板を提供する事を目的とする。 【解決手段】 外周部に2つの対称な切り欠き部を有
し、さらに左右対称な切り抜き部を有する図2に示した
形状である上部絶縁板を用いることにより、上記課題を
解決し、且つ量産性にも優れた信頼性の高い円筒形リチ
ウムイオン二次電池が得られる。
Description
オン二次電池の、特にその上部絶縁板の改良に関するも
のである。
ポータブル・コードレス機器の普及により、その電源で
ある電池の需要が高まっている。特に、小型・軽量でエ
ネルギー密度が高く、繰り返し充放電が可能な二次電池
の開発が要望されている。このような電池として非水電
解液二次電池、特に、正極にコバルト酸リチウムなどの
リチウム含有複合酸化物、負極に炭素材料などを用いた
リチウムイオン二次電池の研究、開発が活発に行われて
いる。
ムを吸蔵、放出可能な炭素材料を使用した円筒形リチウ
ムイオン二次電池の縦断面図を示す。図において、2は
ステンレス鋼板を加工した電池ケース、5は封口蓋、1
は極板群である。極板群は正極板及び負極板をセパレー
タを介して複数回渦巻状に巻回したものである。
き出されて封口蓋に接続され、負極板からは負極リード
3が引き出されて電池ケース2の内底部に接続されてい
る。6は極板群の上部絶縁板で、7は極板群の下部絶縁
板である。また、電池ケース開口部をかしめることによ
り電池を封口している。
板群が電池ケース内で移動し、正極もしくは負極の一部
が他極と接続された封口板もしくは電池ケースと接触し
内部短絡を起こす危険性がある。そのため極板群の上
部、下部に前記の絶縁板を配置して内部短絡を防止して
いる。この絶縁板はその外周形状が電池ケースの内周形
状に沿う形状とする事が一般的である。円筒形電池の場
合、上部絶縁板は、図3に示した様なリング状のもの等
が提案されている。(例えば、特開平9−283111
公報)
記の内部短絡を防止可能である。
成の上部絶縁板では、過度な振動や衝撃を受けた際、極
板群の中心部がタケノコ状に動き、内部短絡する問題点
があった。
ので、過度な振動や衝撃を受けた場合においても極板群
が動かず内部短絡しない、且つ量産性にも優れた信頼性
の高い円筒形リチウムイオン二次電池を得ることを目的
とする。
の円筒形リチウムイオン二次電池は、円筒形電池ケース
内に収容された極板群の上部に円形絶縁板が配され、前
記絶縁板は、外周部に左右対称な切り欠き部を有すると
ともに絶縁板内部に左右対称な切り抜き部を有して、前
記絶縁板について切り欠き部の切り欠き寸法をA、切り
欠き後の絶縁板幅寸法をB、電池ケース内径寸法をCと
した場合、C=2A+B、B=0.55C〜0.70C
が成立するものである。
は、過度な振動や衝撃を受けた場合においても、極板群
の中心部がタケノコ状に動くこと無く、内部短絡の問題
がないとともに形状が対称的であるため量産性にも優れ
る。
イオン二次電池は、図1の縦断面図に示した構成であ
り、上部絶縁板のみ入れ替えて作製した。尚、電池ケー
ス2の外径は17.9mm、内径は17.5mm、溝部
8の内径は15.0mm、電池ケース底部から電池開口
端部までは65.0mm、極板群は外径17.0mm、
長さ60.0mmである。
あり、材質はポリプロピレン樹脂である。図2のB寸法
は、電池ケース内径Cに対して、0.45C、0.50
C、0.55C、0.60C、0.65C、0.70
C、0.75Cの7通りを用いた。厚みは、0.5mm
のものを用いた。
の通りである。材質はポリプロピレン樹脂であり、厚み
は、0.5mmである。
電状態の電池を過度に落下して、内部短絡の有無を評価
した。試験数はいずれも50個。落下条件は、高さ2
m、落下回数50回とした。落下前後で開路電圧を測定
した。各々の上記測定値と内部短絡の有無を(表1)に
示す。
の電池と実施例のB寸法が0.50C以下の電池は、落
下後の開路電圧が低下しており内部短絡している事がわ
かる。つまり、B=0.55C以上である実施例の形状
の上部絶縁板は、電池を落下しても群がタケノコ状に移
動しないため内部短絡しないと推定される。
の有無を調べるため、実施例の上部絶縁板を用い、上部
絶縁板供給工程で流しテストを行った。その結果を(表
2)に示す。
群の正極リードに対して、上部絶縁板を位置決めして挿
入する必要がある。図2の対称形状であれば、上部絶縁
板のどちらかの切り欠き部に正極リードが配置される様
に位置決めすれば良い。この図2の形状であれば位置決
めが容易であることが確認できたが、(表2)より明ら
かなように、B=0.75Cになると、正極リードが上
部絶縁板の下に噛み込んだ。これは位置決めはできてい
るが、B寸法が長すぎたため正極リードが噛み込んだと
推定される。
5mmのものを用いたが、0.5〜0.8mmの範囲で
同様の結果が得られた。厚みが、0.8mmより厚くな
ると電池内への挿入にトラブルが生じることがわかって
いる。
容された極板群の上部に円形絶縁板が配され、前記絶縁
板は、外周部に左右対称な切り欠き部を有するとともに
絶縁板内部に左右対称な切り抜き部を有して、前記絶縁
板について切り欠き部の切り欠き寸法をA、切り欠き後
の絶縁板幅寸法をB、電池ケース内径寸法をCとした場
合、C=2A+B、B=0.55C〜0.70Cが成立
するものであるので、電池を過度に落下しても内部短絡
せず、量産性にも優れた円筒形リチウムイオン二次電池
を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 円筒形電池ケース内に収容された極板群
の上部に円形絶縁板が配され、前記絶縁板は、外周部に
左右対称な切り欠き部を有するとともに絶縁板内部に左
右対称な切り抜き部を有して、前記絶縁板について切り
欠き部の切り欠き寸法をA、切り欠き後の絶縁板幅寸法
をB、電池ケース内径寸法をCとした場合、C=2A+
B、B=0.55C〜0.70Cが成立する円筒形リチ
ウムイオン二次電池。
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