JP2002164085A

JP2002164085A - 非水電解質電池

Info

Publication number: JP2002164085A
Application number: JP2000358212A
Authority: JP
Inventors: Isato Motomura; 勇人本村; Masayuki Nagamine; 政幸永峰; Yoshito Inoue; 嘉人井上
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2002-06-07

Abstract

(57)【要約】【課題】安全性が維持されつつ、生産性に優れ、低コ
スト化され、高容量である。【解決手段】電池素子８が外装容器４に収納されると
ともに、電池素子８と直列に接続される１以上のＰＴＣ
素子１１を備えており、ＰＴＣ素子１１の少なくとも一
方の面と直に接するように配される電池構成部材が、Ｐ
ＴＣ素子の電極を兼ねている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、正温度係数抵抗体素子を備える
非水電解質電池に関する。

【０００２】

【発明の属する技術分野】

【従来の技術】近年の電子技術の飛躍的進歩により、ラ
ップトップコンピュータ、ワードプロセッサ等の携帯情
報機器や、カメラ一体型ビデオテープレコーダ、液晶テ
レビ等のオーディオビジュアル器機、携帯電話等の移動
体通信機器等の各種電子機器の小型化、軽量化が次々と
実現されている。これにともない、各種電子機器の電源
となる電池に対しても、小型化、軽量化および高エネル
ギー密度化が求められている。

【０００３】代表的な電池としては、鉛電池、ニッケル
カドミウム電池等の二次電池が知られている。また、正
極にリチウムコバルト酸化物やリチウムニッケル酸化物
等のリチウム複合酸化等を含有し、負極にリチウムのド
ープ／脱ドープが可能な材料や金属リチウム、金属リチ
ウムの合金化合物等を含有する非水電解質電池、いわゆ
るリチウム系二次電池が知られている。

【０００４】これらの二次電池のうち、特にリチウム系
二次電池は、高エネルギー密度を有し、サイクル特性や
安全性、低温特性、急速充放電性といった電池特性に優
れている。このように、リチウム系二次電池は非常に利
点が多い電池であるので、種々の電子機器の電源として
期待されており、また、実用化されている。

【０００５】ところで、非水電解質電池では、過充電や
短絡状態等の異常時に、電池内部に過電流が流れて電解
液が分解され、この電解液の分解反応による発熱により
電池温度が上昇することがある。

【０００６】そこで、非水電解質電池には、発熱を防止
して安全性を確保する目的で、電流遮断機構を備えた封
口板や、正温度係数抵抗体素子（Positive Temperature
Coefficient;以下、ＰＴＣ素子と称する。）を備える
ＰＴＣ装置が内蔵されている。

【０００７】ＰＴＣ装置は、電池温度が高くなり、ＰＴ
Ｃ装置が所定の温度を超えて加熱されると、ＰＴＣ素子
の抵抗が急激に高くなって異常電流を制限し、電池の過
度の発熱を抑制するものである。例えば図５に示すよう
に、ＰＴＣ装置１０１は、ドーナツ形状を有しており、
一対の板状の電極１０２とＰＴＣ素子１０３とを備え、
ＰＴＣ素子１０３の一方の面および他方の面上に、ＰＴ
Ｃ素子の電極１０２がそれぞれ配されてなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＰＴＣ装置
を備える非水電解質電池を製造する場合、ＰＴＣ装置を
別工程で組み立てた後、このＰＴＣ装置を非水電解質電
池に組み込むため、非水電解質電池の製造工程内におい
て不良が発生し易く、生産性が悪いという問題がある。
また、ＰＴＣ装置自体が２つの極板を備えるため、これ
ら極板、すなわちＰＴＣ素子の電極のコストも無視でき
ないという問題がある。さらにまた、有効体積が限られ
ている電池内部に電池反応に寄与しないＰＴＣ装置が内
蔵されていると、電極反応面積を広くすることができ
ず、電池容量をこれ以上増加させることができないとい
う問題がある。

【０００９】本発明はこのような従来の実情に鑑みて提
案されたものであり、安全性を確保するためにＰＴＣ素
子を備えつつ、生産性が高く、低コスト化され、高容量
である非水電解質電池を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る非水電解質電池は、電池素子が外装
容器に収納されるとともに、電池素子と直列に接続され
る１以上の正温度係数抵抗体素子を備えてなる非水電解
質電池において、正温度係数抵抗体素子の少なくとも一
方の面と直に接するように配される電池構成部材が、正
温度係数抵抗体素子の電極を兼ねていることを特徴とす
る。

【００１１】以上のように構成される本発明に係る非水
電解質電池では、正温度係数抵抗体素子と正温度係数抵
抗体素子の電極を兼ねている電池構成部材とが一体化さ
れているので、従来のようにＰＴＣ装置を別工程で組み
立てる必要がない。したがって、非水電解質電池の生産
性が向上する。

【００１２】また、電池構成部材が正温度係数抵抗体素
子の電極を兼ねているので、従来のＰＴＣ装置のような
正温度係数抵抗体素子の電極を別部材として配する必要
がない。したがって、非水電解質電池の低コスト化が可
能となる。

【００１３】さらにまた、従来のＰＴＣ装置のような正
温度係数抵抗体素子の電極を内蔵しない分、電池内部の
有効体積が増加するので、電池素子を大きくし、電極反
応面積を増加することができる。したがって、非水電解
質電池の電池容量を増大することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る非水電解質に
ついて図面を参照して詳細に説明する。

【００１５】本発明を適用した非水電解液二次電池は、
正極及び負極を備える電池素子が、電池缶および電池蓋
から構成される外装容器に収納されるとともに、電池素
子と直列に接続される１以上の正温度係数抵抗体素子
（Positive Temperature Coefficient;以下、ＰＴＣ素
子と称する。）を備えている。そして、ＰＴＣ素子の少
なくとも一方の面と直に接するように配される電池構成
部材が、ＰＴＣ素子の電極を兼ねている。すなわち、非
水電解液二次電池では、電池構成部材がＰＴＣ素子の電
極として機能することを特徴としている。

【００１６】例えば図１に示すように、非水電解液二次
電池１は、電池蓋２および電池缶３からなる外装容器４
に、帯状の正極５と帯状の負極６とがセパレータ７を介
して長手方向に巻回されてなる電池素子８（以下、巻回
電池素子８と称する。）が収納されている。

【００１７】電池蓋２は、（例えばニッケル等のメッキ
がされた鉄により構成されており、）正極端子部９とな
る突部が形成されている。また、電池缶３は、例えばニ
ッケル等のメッキがされた鉄により構成されており、一
端部が閉鎖され、他端部が開放されている。なお、電池
缶３の閉鎖されている端部は電池の負極端子部１０とな
る。

【００１８】電池缶３の開放端部は、電池蓋２とＰＴＣ
素子１１と安全弁１２とを備え、電池蓋２と安全弁１２
との間にＰＴＣ素子１１が介在されている封口体により
封口されている。

【００１９】ここで、電池蓋２は、ＰＴＣ素子１１の一
方の面に直に接するように配され、安全弁１２は、ＰＴ
Ｃ素子１１の他方の面に直に接するように配されてい
る。これら電池蓋２および安全弁１２は、ＰＴＣ素子１
１の少なくとも一方の面と直に接するように配される電
池構成部材であり、ＰＴＣ素子の電極を兼ねている。す
なわち、これら電池蓋２および安全弁１２は、ＰＴＣ素
子の電極として機能する。

【００２０】ＰＴＣ素子１１は、温度が上昇すると抵抗
値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱
を防止する、いわゆる温度ヒューズ機能を有しており、
例えばチタン酸バリウム系半導体セラミックスにより構
成されている。

【００２１】安全弁１２は、化学的に安定なステンレス
鋼のほか、アルミニウム等の金属からなる。安全弁１２
は、絶縁材料からなるガスケット１３を介してかしめら
れることにより電池缶３に取り付けられている。安全弁
１２は、ＰＴＣ素子１１を介して電池蓋２と電気的に接
続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱等によ
り電池内圧が一定以上となった場合にディスク板が反転
して電池蓋２と巻回電池素子８との電気的接続を切断す
るようになっている。

【００２２】巻回電池素子８は、センターピン１４を中
心にして巻回されている。巻回電池素子８の正極５には
アルミニウム等よりなる正極リード１５が接続されてお
り、負極６にはニッケル等よりなる負極リード１６が接
続されている。

【００２３】正極５は、正極集電体１７上に正極活物質
を含有する正極活物質層が形成されている。正極集電体
１７としては、例えばアルミニウム箔等の金属箔が用い
られる。正極活物質としては、高分子重合体やリチウム
含有複合酸化物、金属カルコゲン化合物等を使用でき
る。これらのうち、リチウム含有複合酸化物を用いるこ
とが好ましい。リチウム含有複合酸化物としては、具体
的にはＬｉ_ｘＣｏＯ_２（０＜ｘ≦１）、Ｌｉ_ｘＮｉＯ_２
（０＜ｘ≦１）、Ｌｉ_ｘＭｎ_２Ｏ_４（０＜ｘ≦１．
３）、もしくはこれらの遷移金属元素の一部を異なる遷
移金属元素、またはアルカリ土類金属元素、またはＡ
ｌ、Ｂで置換された化合物などが使用できる。

【００２４】負極６は、負極集電体１８上に負極活物質
を含有する負極活物質層が形成されている。負極集電体
１８としては、例えばニッケル箔等が用いられる。負極
活物質としては、リチウムのドープ／脱ドープが可能で
ある材料やＬｉＦｅ_２Ｏ_４などの金属酸化物、ポリアセ
ンなどの導電性高分子酸化物、リチウムと合金を形成可
能な金属又はこの金属の合金化合物等のうち少なくとも
１種を用いる。これら負極活物質のうち、特に、リチウ
ムのドープ／脱ドープが可能である炭素材料を使用する
ことが好ましい。この炭素材料としては、黒鉛や難黒鉛
化炭素材料、易黒鉛化炭素材料等を使用できる。

【００２５】正極リード１５は、安全弁１２に溶接され
ることにより電池蓋２と電気的に接続されており、負極
リード１６は、電池缶３に溶接され電気的に接続されて
いる。また、正極５と負極６との間のセパレータ７に
は、非水電解液が含浸されている。

【００２６】非水電解質としては、液状の非水電解質、
いわゆる非水電解液を使用する。この非水電解液は、非
水溶媒中に電解質塩を溶解させて調製される。

【００２７】電解質塩としては、イオン伝導性を示すリ
チウム塩であれば特に限定されることはなく、例えばＬ
ｉＡｓＦ_６やＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＣＦ_３ＳＯ_３
Ｌｉ、ＣＨ_３ＳＯ_３Ｌｉ等を使用できる。これらの電解
質塩は、１種類を単独で用いても良く、２種類以上を混
合して用いることも可能である。

【００２８】非水溶媒としては、プロピレンカーボネー
ト、エチレンカーボネート、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、１，
２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ
−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテ
トラヒドロフラン、スルホラン、アセトニトリル、ギ酸
メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル等を使用
できる。これら非水溶媒は、１種のみを用いてもよく、
２種以上を混合して使用することもできる。

【００２９】以上のように構成される非水電解液二次電
池１では、ＰＴＣ素子の電極を兼ねている電池構成部材
が電池蓋２および安全弁１２であり、これら電池蓋２お
よび安全弁１２とＰＴＣ素子１１とが一体化されてい
る。このため、上述のようなＰＴＣ装置１０１を別工程
で組み立てた後に非水電解液二次電池１中に組み込む必
要がない。したがって、非水電解質二次電池１の生産性
が向上する。

【００３０】また、電池構成部材がＰＴＣ素子の電極を
兼ねているので、上述したＰＴＣ装置１０１のようなＰ
ＴＣ素子の電極１０２を別部材として配する必要がな
い。したがって、低コスト化が可能となる。

【００３１】さらにまた、非水電解液二次電池１では、
従来のＰＴＣ装置１０１のように、電池反応に寄与しな
い電池構成部材であるＰＴＣ素子の電極１０２を内蔵し
ない分、電池内部の有効体積が増加するので、巻回電池
素子８を大きくし、電極反応面積を増加することができ
る。したがって、非水電解液二次電池１の電池容量を増
大することができる。

【００３２】ここで、電池蓋２や安全弁１２等の電池構
成部材とＰＴＣ素子１１の少なくとも一方の面との接面
の面積は１ｃｍ^２以上であることが好ましい。非水電解
液二次電池１では、ＰＴＣ素子１１の面積に比例して放
電電流値が限定される。

【００３３】ここで、図２に、ＰＴＣ素子１１の面積
と、ＰＴＣ素子１１および非水電解液二次電池１の抵抗
との関係を表す特性図を示す。なお、図２では、横軸を
ＰＴＣ素子１１の面積（単位：ｃｍ^２）とし、縦軸をＰ
ＴＣ素子１１および非水電解液二次電池１の抵抗（単
位：Ω）とした。図２から、ＰＴＣ素子１１の面積を増
大させると、ＰＴＣ素子１１および非水電解液二次電池
１の抵抗が小さくなるので、非水電解液二次電池１の高
出力化を実現できることがわかる。

【００３４】電池蓋２や安全弁１２等の電池構成部材と
ＰＴＣ素子１１の少なくとも一方の面との接面の面積が
１ｃｍ^２未満である場合、電池抵抗が大きくなり、高出
力化されない虞がある。

【００３５】したがって、非水電解液二次電池１は、電
池蓋２や安全弁１２等の電池構成部材とＰＴＣ素子１１
の少なくとも一方の面との接面の面積が１ｃｍ^２以上で
あることにより、確実に高出力化される。

【００３６】ところで、本発明は、図３に示すように、
ＰＴＣ素子の電極を兼ねる電池構成部材が電池缶３であ
る非水電解液二次電池２０にも適用される。なお、図３
示す非水電解液二次電池２０は、ＰＴＣ素子２１を形成
する場所を変えて構成した以外は、図１に示す非水電解
液二次電池１と同様の構成を有する。したがって、図３
に示す非水電解液二次電池２０において、図１に示す非
水電解液二次電池１と同一の部材に関しては同符号を付
することで、説明を省略する。

【００３７】この非水電解液二次電池２０は、電池缶３
の負極端子部１０の外側がＰＴＣ素子２１の一方の面に
直に接するように配され、電池缶３がＰＴＣ素子の電極
を兼ねており、ＰＴＣ素子２１の他方の面には板状電極
２２が配されている。以上のように構成される非水電解
液二次電池２０では、上述した非水電解液二次電池１と
同様の効果が得られる。

【００３８】また、図示しないが、電池缶の負極端子部
の内側がＰＴＣ素子の一方の面に直に接するように配さ
れ、電池缶がＰＴＣ素子の電極を兼ねていおり、ＰＴＣ
素子の他方の面には板状電極が配されている非水電解液
二次電池とすることができる。以上のように構成される
非水電解液二次電池では、上述した非水電解液二次電池
１と同様の効果が得られる。

【００３９】さらにまた、本発明は、図４に示すよう
に、ＰＴＣ素子の電極を兼ねる電池構成部材が電池蓋２
である非水電解液二次電池３０にも適用される。なお、
図４示す非水電解液二次電池３０は、ＰＴＣ素子３１を
形成する場所を変えて構成した以外は、図１に示す非水
電解液二次電池１と同様の構成を有する。したがって、
図４に示す非水電解液二次電池３０において、図１に示
す非水電解液二次電池１と同一の部材に関しては同符号
を付することで、説明を省略する。

【００４０】この非水電解液二次電池３０は、電池蓋２
の正極端子部９の外側がＰＴＣ素子３１の一方の面に直
に接するように配され、電池蓋２がＰＴＣ素子の電極を
兼ねており、ＰＴＣ素子３１の他方の面には板状電極３
２が配されている。以上のように構成される非水電解液
二次電池３０では、上述した非水電解液二次電池１と同
様の効果が得られる。

【００４１】また、図示しないが、電池蓋の正極端子部
の内側がＰＴＣ素子の一方の面に直に接するように配さ
れ、電池蓋がＰＴＣ素子の電極を兼ねていおり、ＰＴＣ
素子の他方の面には板状電極が配されている非水電解液
二次電池とすることができる。以上のように構成される
非水電解液二次電池では、上述した非水電解液二次電池
１と同様の効果が得られる。

【００４２】なお、本発明を適用した非水電解質電池
は、上述した実施の形態に限定されず、ＰＴＣ素子の少
なくとも一方の面と直に接するように配され、且つ、巻
回電池素子と電気的に接続された電池構成部材が、ＰＴ
Ｃ素子の電極を兼ねていれば何れの形態であってもよ
い。

【００４３】

【実施例】以下、本発明を適用した非水電解液二次電池
を実際に作製した実施例、およびこれら実施例と比較す
るために作製した比較例について、具体的な実験結果に
基づいて説明する。

【００４４】実施例１〔正極の作製〕まず、正極合剤の各成分として、正極活
物質としてＬｉＣｏＯ_２を８５重量部と、導電材として
グラファイトを１０重量部と、結着剤としてポリフッ化
ビニリデンを５重量部とを秤取った。ついで、これら各
成分をＮ−メチルピロリドン中に分散させてスラリー状
の正極合剤を調製した。

【００４５】このようにして調製した正極合剤を、厚み
２０μｍでありアルミニウム箔からなる正極集電体の両
面に均一に塗布して正極活物質層を形成した。そして、
湿潤状態にある正極活物質層を乾燥させた後、一定圧力
で圧縮成形することにより、帯状の正極を作製した。

【００４６】〔負極の作製〕まず、負極合剤の各成分と
して、負極活物質として難黒鉛化炭素材料を９０重量部
と、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを１０重量部と
を秤取った。ついで、これら各成分をＮ−メチルピロリ
ドン中に分散させてスラリー状の負極合剤を調製した。

【００４７】このようにして調製した負極合剤を、厚み
１５μｍであり銅箔からなる負極集電体の両面に均一に
塗布して負極活物質層を形成した。そして、湿潤状態に
ある負極活物質層を乾燥させた後、一定圧力で圧縮成形
することにより、帯状の負極を作製した。

【００４８】〔非水電解液の調製〕まず、非水溶媒とし
て、プロピレンカーボネートとジメチルカーボネートと
を等量で混合した混合溶液を調製した。ついで、この混
合溶液に、電解質塩としてＬｉＰＦ_６を１ｍｏｌ／ｌの
割合で溶解させることで、非水電解液を調製した。

【００４９】〔非水電解液二次電池の作製〕上述のよう
にして作製した帯状の正極および帯状の負極と、セパレ
ータとを組み合わせて、負極、セパレータ、正極、セパ
レータの順に積層してから多数回巻回し、外径１８ｍｍ
である巻回電池素子を作製した。そして、この巻回電池
素子を、ニッケルメッキが施された鉄製の電池缶に収納
した。なお、電池缶の内部には、巻回電池素子の周面に
対して垂直に、巻回電池素子を挟むように一対の絶縁板
がそれぞれ配置されている。また、電池缶の開放端部に
は、電池蓋と、この電池蓋の内側に設けられた安全弁と
が、電池構成部材として取り付けられている。

【００５０】次に、アルミニウム製の正極リードを、正
極集電体から導出して電池蓋に溶接し、ニッケル製の負
極リードを、負極集電体から導出して電池缶に溶接し
た。そして、電池缶に上述のようにして調製した非水電
解液を注入した。

【００５１】次に、巻回電池素子の中心部にセンターピ
ンを投入した。そして、アスファルトで表面を塗布した
絶縁封口ガスケットを介して電池缶をかしめることによ
り、安全弁および電池蓋を固定した。なお、安全弁と電
池蓋との間にはＰＴＣ素子が介在しており、ＰＴＣ素子
の一方の面に当該電池蓋が接し、他方の面に安全弁が接
するように配され、これら電池蓋および安全弁がそれぞ
れＰＴＣ素子の電極を兼ねている。

【００５２】以上のようにして、電池内の気密性が保持
されている円筒型の非水電解液二次電池を得た。なお、
この非水電解液二次電池の直径は１８ｍｍであり、高さ
は６５ｍｍである。

【００５３】実施例２電池蓋の正極端子部の外側がＰＴＣ素子の一方の面と直
に接するように配されて、ＰＴＣ素子の他方の面には板
状電極が直に接するように配されていること以外は実施
例１と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。

【００５４】実施例３電池缶の負極端子部の外側がＰＴＣ素子の一方の面と直
に接するように配されて、ＰＴＣ素子の他方の面には板
状電極が直に接するように配されていること以外は実施
例１と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。

【００５５】比較例１ＰＴＣ素子の一方の面および他方の面上にＰＴＣ素子の
電極がそれぞれ配されてなるＰＴＣ装置を、電池蓋と安
全弁との間に介在させること以外は実施例１と同様にし
て非水電解液二次電池を作製した。

【００５６】比較例２ＰＴＣ素子の一方の面および他方の面上にＰＴＣ素子の
電極がそれぞれ配されてなるＰＴＣ装置を、電池蓋の正
極端子部の外側に取り付けること以外は実施例１と同様
にして非水電解液二次電池を作製した。

【００５７】比較例３ＰＴＣ素子の一方の面および他方の面上にＰＴＣ素子の
電極がそれぞれ配されてなるＰＴＣ装置を、電池缶の負
極端子部の外側に取り付けること以外は実施例１と同様
にして非水電解液二次電池を作製した。

【００５８】以上のようにして作製した実施例１〜実施
例３および比較例１〜比較例３の非水電解液二次電池に
対して、重負荷条件での充放電試験を行い、重負荷放電
特性を評価した。

【００５９】充放電試験まず、充電電流を１Ａ、充電終止電圧を４．２Ｖとして
３時間の定電圧定電流充電を行った。次に、放電電流を
０．３Ａとし、放電電圧２．５Ｖまで定電流放電を行っ
た。

【００６０】２３℃の温度環境下において、０．２Ｃ放
電させたときの放電容量を測定し、電池容量とした。

【００６１】そして、０．２Ｃ放電時の電池容量に対す
る３Ｃ放電値の電池容量の比を百分率で表した放電容量
維持率を求め、重負荷放電特性を評価した。

【００６２】以上の測定結果を表１に示す。

【００６３】

【表１】

【００６４】表１より、実施例１〜３の非水電解液二次
電池においては、電池容量が高く、重負荷条件での放電
容量維持率が良好であることがわかる。

【００６５】これに対して、従来のＰＴＣ装置を備える
比較例１〜比較例３の非水電解液二次電池においては、
電池容量が低く、重負荷条件での放電容量維持率が５０
％未満であることがわかる。

【００６６】ここで、実施例３および比較例１の非水電
解液二次電池において、ＰＴＣ素子の面積および交流抵
抗を測定した結果を表２に示す。

【００６７】

【表２】

【００６８】表２から明らかなように、実施例３のＰＴ
Ｃ素子では、比較例１のＰＴＣ素子と比較して、面積が
８２％増加し、交流抵抗が４５．１％低下している。つ
まり、ＰＴＣ素子の面積を増大させると、ＰＴＣ素子の
抵抗が小さくなるので、電池抵抗が低下することがわか
る。

【００６９】さらに、実施例３および比較例１の非水電
解液二次電池に対して、種々の重負荷条件での放電容量
と、３００サイクル後の容量維持率とを測定した。

【００７０】放電容量の測定は、まず、充電電流１Ａ、
充電終止電圧４．２Ｖとして３時間の定電圧定電流充電
を行った。次に、放電電流を０．７Ａ、４．０Ａ、６．
０Ａまたは９．０Ａとして、放電電圧２．５Ｖまでの定
電流定電圧放電を行い、各々の放電電流での放電容量を
測定した。なお、交流抵抗は、電池が４．２Ｖ時の１Ｋ
Ｈｚの測定結果であった。

【００７１】容量維持率の測定は、まず、充電電流１
Ａ、充電終止電圧４．２Ｖとして３時間の定電圧定電流
充電を行い、次に、放電電流を０．７Ａとして、放電電
圧２．５Ｖまでの定電流定電圧放電を行った。この充放
電サイクルを１サイクルとし、３００サイクル後の放電
容量を測定した。そして、初回の放電容量に対する３０
０サイクル後の放電容量の比率を求め、これを容量維持
率とした。

【００７２】以上の測定結果を表３に示す。

【００７３】

【表３】

【００７４】表３より、実施例３の非水電解液二次電池
においては、比較例１の非水電解液二次電池と比較する
と、負荷の大きな放電電流で放電させた場合に得られる
放電容量が大きく、４Ａの放電電流では１１．７％も多
い放電容量を得られることがわかる。また、実施例３の
非水電解液二次電池は、３００サイクル後の寿命性能が
３．６％向上し、電池の交流抵抗が１０ｍΩ低下するこ
とがわかる。

【００７５】また、比較例１の非水電解液二次電池にお
いては、放電電流６．０ＡでＰＴＣ素子の電流遮断機能
が働いたが、実施例３の非水電解液二次電池は、６．０
Ａという重負荷放電条件であっても１５４１ｍＡｈの放
電容量を示し、９．０Ａの放電電流としたときに、遮断
機能が働いた。

【００７６】以上の結果から明らかなように、非水電解
液二次電池は、電池蓋や電池缶、安全弁等の電池構成部
材が、ＰＴＣ素子の少なくとも一方の面と直に接するよ
うに配され、ＰＴＣ素子の電極を兼ねることにより、高
容量化されることがわかった。

【００７７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る非水電解質電池は、電池素子が外装容器に収納さ
れるとともに、電池素子と直列に接続される１以上のＰ
ＴＣ素子を備えており、上記ＰＴＣ素子の少なくとも一
方の面と直に接するように配される電池構成部材がＰＴ
Ｃ素子の電極を兼ねているので、安全性が維持されつ
つ、低コスト化されており、生産性に優れ、高容量であ
るものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した非水電解液二次電池の一構成
例を示す断面図である。

【図２】ＰＴＣ素子の面積と、ＰＴＣ素子および非水電
解液二次電池の抵抗との関係を表す特性図である。

【図３】本発明を適用した非水電解液二次電池の他の一
構成例を示す断面図である。

【図４】本発明を適用した非水電解液二次電池の他の一
構成例を示す断面図である。

【図５】従来のＰＴＣ装置の一構成例を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１，２０，３０非水電解液二次電池、２電池蓋、３
電池缶、１１，２１，３１ＰＴＣ素子、１２安全
弁、２２，３２板状電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｍ 2/34 Ｈ０１Ｍ 2/34 Ａ 10/48 ３０１ 10/48 ３０１ (72)発明者井上嘉人福島県安達郡本宮町字樋ノ口２番地ソニー福島株式会社内Ｆターム(参考） 5H011 AA03 AA09 AA13 EE01 KK00 KK04 5H012 AA01 DD02 GG01 5H022 AA09 CC12 CC16 KK01 5H029 AJ03 AJ12 AJ14 AK03 AK05 AK16 AL03 AL06 AL07 AL16 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 BJ27 DJ02 HJ07 HJ14 5H030 AA06 AS05 FF22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電池素子が外装容器に収納されるととも
に、電池素子と直列に接続される１以上の正温度係数抵
抗体素子を備えてなる非水電解質電池において、上記正温度係数抵抗体素子の少なくとも一方の面と直に
接するように配される電池構成部材が、正温度係数抵抗
体素子の電極を兼ねていることを特徴とする非水電解質
電池。
【請求項２】上記外装容器は、電池缶および電池蓋か
らなり、上記正温度係数抵抗体素子の電極を兼ねる電池
構成部材が、当該電池缶であることを特徴とする請求項
１記載の非水電解質電池。
【請求項３】上記外装容器は、電池缶および電池蓋か
らなり、上記正温度係数抵抗体素子の電極を兼ねる電池
構成部材が、当該電池蓋であることを特徴とする請求項
１記載の非水電解質電池。
【請求項４】電池構成部材として安全弁を備え、上記
正温度係数抵抗体素子の電極を兼ねる電池構成部材が、
当該安全弁であることを特徴とする請求項１記載の非水
電解質電池。
【請求項５】上記外装容器は電池缶および電池蓋から
なり、且つ電池構成部材として安全弁を備え、上記正温度係数抵抗体素子の一方の面に当該電池蓋が接
し、他方の面に当該安全弁が接するように配され、これ
ら電池蓋および安全弁がそれぞれ正温度係数抵抗体素子
の電極を兼ねていることを特徴とする請求項１記載の非
水電解質電池。
【請求項６】上記電池構成部材と上記正温度係数抵抗
体素子の少なくとも一方の面との接面の面積が１ｃｍ^２
以上であることを特徴とする請求項１記載の非水電解質
電池。
【請求項７】上記電池素子は、正極および負極を備
え、当該正極が、正極活物質としてリチウム遷移金属複
合酸化物を含有することを特徴とする請求項１記載の非
水電解質電池。
【請求項８】上記電子素子は、正極および負極を備
え、当該負極が、負極活物質として、リチウムのドープ
／脱ドープが可能である材料、リチウムと合金を形成可
能な金属および当該金属の合金化合物のうち少なくとも
１種を含有することを特徴とする請求項１記載の非水電
解質電池。