JP2002216710A - 電 池 - Google Patents
電 池Info
- Publication number
- JP2002216710A JP2002216710A JP2001008968A JP2001008968A JP2002216710A JP 2002216710 A JP2002216710 A JP 2002216710A JP 2001008968 A JP2001008968 A JP 2001008968A JP 2001008968 A JP2001008968 A JP 2001008968A JP 2002216710 A JP2002216710 A JP 2002216710A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- film
- circuit
- ptc element
- stearate
- 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.)
- Withdrawn
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】保護素子としてPTC素子が用いられている電池
では、回路の異常等に対応してPTC素子が作動し、過剰
電流を制止することができるが、外観的には元の状態に
復帰してその履歴がわからない。それを外観上分かるよ
うにして、再度の異常発生を防止する。 【解決手段】保護回路素子としてPTC素子が組み込まれ
た電池において、電池外表面を被覆する外装材１とし
て、加熱で不可逆的に変色するフィルムを用いたことに
より、何らかの異常で保護回路素子が作動したことを認
知できるようにした。加熱で不可逆的に変色するフィル
ムとしては、例えばステアリン酸カルシウム、ステアリ
ン酸バリウム等の金属石鹸を添加したフィルムがあり、
この場合は透明色から白色に変化する。
では、回路の異常等に対応してPTC素子が作動し、過剰
電流を制止することができるが、外観的には元の状態に
復帰してその履歴がわからない。それを外観上分かるよ
うにして、再度の異常発生を防止する。 【解決手段】保護回路素子としてPTC素子が組み込まれ
た電池において、電池外表面を被覆する外装材１とし
て、加熱で不可逆的に変色するフィルムを用いたことに
より、何らかの異常で保護回路素子が作動したことを認
知できるようにした。加熱で不可逆的に変色するフィル
ムとしては、例えばステアリン酸カルシウム、ステアリ
ン酸バリウム等の金属石鹸を添加したフィルムがあり、
この場合は透明色から白色に変化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は保護回路素子として
PTC素子が組み込まれた電池に関する。
PTC素子が組み込まれた電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】電池を含む回路においては、回路線短絡
または回路構成素子の破壊等による短絡によって、回路
に組み込まれた電池から過剰の電流が流れ、電池の急激
な消耗や回路の破壊を招くことがある。特に、リチウム
電池のような高出力電池を含む回路では、大電流が流れ
て電池自体が発熱し、発火するなどの危険がある。
または回路構成素子の破壊等による短絡によって、回路
に組み込まれた電池から過剰の電流が流れ、電池の急激
な消耗や回路の破壊を招くことがある。特に、リチウム
電池のような高出力電池を含む回路では、大電流が流れ
て電池自体が発熱し、発火するなどの危険がある。
【０００３】このような場合に備えて、高出力電池には
保護素子が設けられている。この保護素子は、回路に短
絡が生じたときに回路を開き、短絡が取り除かれたとき
に回路を閉じるものである。このような保護素子として
は、例えば、温度上昇に伴って比較的狭い温度領域で電
気抵抗が急増する特性をもつ抵抗素子（PTC素子）や、
回路を遮断する不可逆的な温度ヒューズなどがある。
保護素子が設けられている。この保護素子は、回路に短
絡が生じたときに回路を開き、短絡が取り除かれたとき
に回路を閉じるものである。このような保護素子として
は、例えば、温度上昇に伴って比較的狭い温度領域で電
気抵抗が急増する特性をもつ抵抗素子（PTC素子）や、
回路を遮断する不可逆的な温度ヒューズなどがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】保護素子としてPTC素
子が用いられている場合、回路に過剰電流が流れるとPT
C素子が発熱して素子の抵抗値が増大し、過剰電流を制
止する。しかし過剰電流が止まると、PTC素子は外観的
には元の状態に復帰し、回路に過剰電流が流れたことは
判別できない。
子が用いられている場合、回路に過剰電流が流れるとPT
C素子が発熱して素子の抵抗値が増大し、過剰電流を制
止する。しかし過剰電流が止まると、PTC素子は外観的
には元の状態に復帰し、回路に過剰電流が流れたことは
判別できない。
【０００５】しかしながら、過剰電流が回路に流れると
いうことは、回路の配線の短絡、回路構成素子の破壊に
よる短絡、などの重大な異常が生じた結果であり、この
ような異常の発生を判別できるようにすることが必要で
ある。本発明は上記問題に対処してなされたもので、電
池使用中に発生した回路異常を記録して、再度の異常発
生を防止することを目的とするものである。
いうことは、回路の配線の短絡、回路構成素子の破壊に
よる短絡、などの重大な異常が生じた結果であり、この
ような異常の発生を判別できるようにすることが必要で
ある。本発明は上記問題に対処してなされたもので、電
池使用中に発生した回路異常を記録して、再度の異常発
生を防止することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、回路に過剰
電流が流れたときには電池本体が加熱されることに着目
し、電池外装材に熱により不可逆的に変化する機能を付
与して外装材に熱履歴を記録することを思い至り、上記
の問題を解決した。すなわち、本発明は、保護回路素子
としてPTC素子が組み込まれた電池において、電池外表
面が加熱により不可逆的に変色するフィルム状外装材で
被覆されていることを特徴とする。
電流が流れたときには電池本体が加熱されることに着目
し、電池外装材に熱により不可逆的に変化する機能を付
与して外装材に熱履歴を記録することを思い至り、上記
の問題を解決した。すなわち、本発明は、保護回路素子
としてPTC素子が組み込まれた電池において、電池外表
面が加熱により不可逆的に変色するフィルム状外装材で
被覆されていることを特徴とする。
【０００７】回路が正常に作動して通常の電流が流れて
いるときは、電池の内部抵抗は低く、PTC素子の抵抗値
は室温抵抗を示して電池およびPTC素子の発熱が殆どな
い。これに対して、回路に異常が生じて短絡したとき
は、回路に過大な電流が流れ、電池およびPTC素子はジ
ュール熱により発熱して高温になる。この熱によって電
池外装材が変色する。電池エネルギーの消耗および短絡
の除去などによって電流が止まると、PTC素子は元の状
態に復帰し、PTC素子および電池の温度も室温に戻る。
しかし、外装材は変色後の状態を維持し、電池の熱履歴
を外部から容易に視認することができる。
いるときは、電池の内部抵抗は低く、PTC素子の抵抗値
は室温抵抗を示して電池およびPTC素子の発熱が殆どな
い。これに対して、回路に異常が生じて短絡したとき
は、回路に過大な電流が流れ、電池およびPTC素子はジ
ュール熱により発熱して高温になる。この熱によって電
池外装材が変色する。電池エネルギーの消耗および短絡
の除去などによって電流が止まると、PTC素子は元の状
態に復帰し、PTC素子および電池の温度も室温に戻る。
しかし、外装材は変色後の状態を維持し、電池の熱履歴
を外部から容易に視認することができる。
【０００８】加熱により不可逆的に変色する機能を有す
る物質としては、例えば金属石鹸が挙げられる。このよ
うな機能を有する物質をフィルム形成性材料に添加して
フィルム状外装材とすることができる。金属石鹸として
は、例えばステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリ
ウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カドミウムまた
はオレイン酸カルシウム等が挙げられる。
る物質としては、例えば金属石鹸が挙げられる。このよ
うな機能を有する物質をフィルム形成性材料に添加して
フィルム状外装材とすることができる。金属石鹸として
は、例えばステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリ
ウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カドミウムまた
はオレイン酸カルシウム等が挙げられる。
【０００９】なお、フィルム形成性材料としては、従来
外装材として使用されていたいかなるものも使用できる
が、生分解性のものを用いると、使用済み電池として廃
棄処理する場合に、自然に分解されて環境を悪化させる
ことがないので、好ましい。かかる生分解性のフィルム
形成材としては、キトサン層の中にセルロースとでんぷ
んの粒子が分散した構造のもの（商品名「ドロンＣ
Ｃ」：アイセロ化学（株）製、 以下、「キトサン構造
体」と記す。）を挙げることができる。
外装材として使用されていたいかなるものも使用できる
が、生分解性のものを用いると、使用済み電池として廃
棄処理する場合に、自然に分解されて環境を悪化させる
ことがないので、好ましい。かかる生分解性のフィルム
形成材としては、キトサン層の中にセルロースとでんぷ
んの粒子が分散した構造のもの（商品名「ドロンＣ
Ｃ」：アイセロ化学（株）製、 以下、「キトサン構造
体」と記す。）を挙げることができる。
【００１０】キトサン構造体の構造模式図を図３に示
す。図中、ａはキトサン、ｂはセルロース、ｃはでんぷ
んである。なお、キトサン（chitosan）は多糖類の一種
であるキチン（chitin）の脱アセチル化物で、グルコサ
ミンからなる塩基性多糖類である。
す。図中、ａはキトサン、ｂはセルロース、ｃはでんぷ
んである。なお、キトサン（chitosan）は多糖類の一種
であるキチン（chitin）の脱アセチル化物で、グルコサ
ミンからなる塩基性多糖類である。
【００１１】上記キトサン構造体は自然環境に悪影響を
及ぼすことがなく、土壌、海、河川のいずれの環境下で
も確実に分解する。その生分解性の速度は、環境の違い
や季節により大きく左右されるが、合成高分子系のもの
と比較すると、早く分解する。この生分解試験結果を図
４に示す。図中、白丸のグラフは土壌中における分解率
の経時変化を、黒丸のグラフは海水中における分解率の
経時変化を示している。いずれも10週間余で100％分解
している。次に、上記キトサン構造体の物性を他の市販
ポリマーの物性と比較して示す。
及ぼすことがなく、土壌、海、河川のいずれの環境下で
も確実に分解する。その生分解性の速度は、環境の違い
や季節により大きく左右されるが、合成高分子系のもの
と比較すると、早く分解する。この生分解試験結果を図
４に示す。図中、白丸のグラフは土壌中における分解率
の経時変化を、黒丸のグラフは海水中における分解率の
経時変化を示している。いずれも10週間余で100％分解
している。次に、上記キトサン構造体の物性を他の市販
ポリマーの物性と比較して示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】表中、ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレー
ト，ＰＰＳ：ポリフェニレンサルファイド，ＰＰ：ポリ
プロピレン，ＰＥ：ポリエチレン 表１に示されるように、キトサン構造体は他のポリマー
に比べて遜色ない物性を示している。
ト，ＰＰＳ：ポリフェニレンサルファイド，ＰＰ：ポリ
プロピレン，ＰＥ：ポリエチレン 表１に示されるように、キトサン構造体は他のポリマー
に比べて遜色ない物性を示している。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例である電
池の斜視図を示す。この電池は、保護素子としてのPTC
素子を備えた筒形二酸化マンガンリチウム電池（CR123
A）である。この電池は電気容量1300mAh、直径17mm、高
さ34.5mmで、発電要素を収容した電池缶の胴部および上
下両端部を外装材１で被覆してある。
池の斜視図を示す。この電池は、保護素子としてのPTC
素子を備えた筒形二酸化マンガンリチウム電池（CR123
A）である。この電池は電気容量1300mAh、直径17mm、高
さ34.5mmで、発電要素を収容した電池缶の胴部および上
下両端部を外装材１で被覆してある。
【００１５】外装材１は図２に示す断面構造を有してい
る。すなわち、外装材１は２枚の生分解性ポリマーフィ
ルム（キトサン構造体）２，３を接着剤層により貼り合
わせたものである。この生分解性ポリマーフィルム２，
３には、加熱により不可逆的に変色する素材である金属
石鹸（ステアリン酸カルシウム）が添加されており、さ
らにフィルム２の内面には意匠デザインなどを施した印
刷層4が形成されている。一方、フィルム３の内面には
アルミなどの金属蒸着層が形成され、外観上金属光沢が
あるように構成してある。外装材の一面には粘着剤層７
が塗布されており、この粘着剤層７を内側にして外装材
１を電池に巻きつける。外装材１を電池に巻きつけて、
その端部同士を金型で折り曲げ、電池に粘着させて筒状
にし、次に胴部と上下端部を被覆するようにする。
る。すなわち、外装材１は２枚の生分解性ポリマーフィ
ルム（キトサン構造体）２，３を接着剤層により貼り合
わせたものである。この生分解性ポリマーフィルム２，
３には、加熱により不可逆的に変色する素材である金属
石鹸（ステアリン酸カルシウム）が添加されており、さ
らにフィルム２の内面には意匠デザインなどを施した印
刷層4が形成されている。一方、フィルム３の内面には
アルミなどの金属蒸着層が形成され、外観上金属光沢が
あるように構成してある。外装材の一面には粘着剤層７
が塗布されており、この粘着剤層７を内側にして外装材
１を電池に巻きつける。外装材１を電池に巻きつけて、
その端部同士を金型で折り曲げ、電池に粘着させて筒状
にし、次に胴部と上下端部を被覆するようにする。
【００１６】金属石鹸の添加量はフィルム素材に対して
3〜20質量％程度がよい。この外装材フィルムは常温で
は透明であるが熱によって白色化し、不透明な状態にな
る。なお、上記ではステアリン酸カルシウムを使用した
が、他の金属石鹸、例えばステアリン酸バリウム、ステ
アリン酸亜鉛、ステアリン酸カドミウムまたはオレイン
酸カルシウム等でも同様の効果が得られる。なお、金属
石鹸の添加量が３％未満であると白色化が不完全であ
り、20％を越えるとフィルムの成形時にフィルムの強度
が低くなり、かつ均一な厚みになりにくい。
3〜20質量％程度がよい。この外装材フィルムは常温で
は透明であるが熱によって白色化し、不透明な状態にな
る。なお、上記ではステアリン酸カルシウムを使用した
が、他の金属石鹸、例えばステアリン酸バリウム、ステ
アリン酸亜鉛、ステアリン酸カドミウムまたはオレイン
酸カルシウム等でも同様の効果が得られる。なお、金属
石鹸の添加量が３％未満であると白色化が不完全であ
り、20％を越えるとフィルムの成形時にフィルムの強度
が低くなり、かつ均一な厚みになりにくい。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
外装材が熱により不可逆的に変色するので、PTC素子が
作動したか否か容易に判定することができ、それにより
異常事態の発生を判定して、再度の異常発生に備えるこ
とができる。
外装材が熱により不可逆的に変色するので、PTC素子が
作動したか否か容易に判定することができ、それにより
異常事態の発生を判定して、再度の異常発生に備えるこ
とができる。
【図１】本発明の一実施例である電池の斜視図。
【図２】本発明における外装材の一例を示す断面図。
【図３】本発明において、外装材のフィルムとして用い
られるキトサン構造体の構造模式図。
られるキトサン構造体の構造模式図。
【図４】キトサン構造体の生分解率を示す図。
１…外装材、２，３…加熱により不可逆的に変色するフ
ィルム、４…印刷層、５…金属蒸着層、６…接着剤層、
７…粘着剤層、ａ…キトサン、ｂ…セルロース、ｃ…で
んぷん。
ィルム、４…印刷層、５…金属蒸着層、６…接着剤層、
７…粘着剤層、ａ…キトサン、ｂ…セルロース、ｃ…で
んぷん。
Claims (6)
- 【請求項１】 保護回路素子としてPTC素子が組み込ま
れた電池において、電池外表面が加熱により不可逆的に
変色するフィルム状外装材で被覆されていることを特徴
とする電池。 - 【請求項２】 加熱により不可逆的に変色するフィルム
状外装材が、高分子系材料に金属石鹸を添加したもので
ある請求項1記載の電池。 - 【請求項３】 金属石鹸がステアリン酸カルシウム、ス
テアリン酸バリウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸
カドミウムまたはオレイン酸カルシウムである請求項２
記載の電池。 - 【請求項４】 高分子系材料が生分解性ポリマーである
請求項２記載の電池。 - 【請求項５】 生分解性ポリマーがキトサン層の中にセ
ルロースおよびでんぷんの粒子が分散したものである請
求項４記載の電池。 - 【請求項６】 生分解性ポリマーに金属石鹸が3〜20質
量％の比率で添加されている請求項１記載の電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001008968A JP2002216710A (ja) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | 電 池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001008968A JP2002216710A (ja) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | 電 池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002216710A true JP2002216710A (ja) | 2002-08-02 |
Family
ID=18876519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001008968A Withdrawn JP2002216710A (ja) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | 電 池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002216710A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016519401A (ja) * | 2013-04-09 | 2016-06-30 | コミッサリア タ レネルジー アトミク エ オ エネルジー オルタネイティヴ | 熱の放散を向上させたケーシングを有するリチウム電気化学的蓄電池及び関連バッテリパック並びに製造方法 |
| JP2018200759A (ja) * | 2017-05-25 | 2018-12-20 | 日本電信電話株式会社 | マグネシウム水電池およびその正極の製造方法 |
-
2001
- 2001-01-17 JP JP2001008968A patent/JP2002216710A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016519401A (ja) * | 2013-04-09 | 2016-06-30 | コミッサリア タ レネルジー アトミク エ オ エネルジー オルタネイティヴ | 熱の放散を向上させたケーシングを有するリチウム電気化学的蓄電池及び関連バッテリパック並びに製造方法 |
| JP2018200759A (ja) * | 2017-05-25 | 2018-12-20 | 日本電信電話株式会社 | マグネシウム水電池およびその正極の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080401 |