JP2002319436A - Nonaqueous electrolyte cell - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解液を有す
る非水電解液電池に関し、詳しくは、安全性に優れた非
水電解液電池に関する。The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery having a non-aqueous electrolyte, and more particularly, to a non-aqueous electrolyte battery excellent in safety.
【０００２】[0002]
【従来の技術】二次電池には、出力などの性能だけでな
く、信頼性および安全性に優れていることが要求されて
いる。このような要求を満たす電池として、リチウム二
次電池等の非水電解液を用いた非水電解液二次電池が検
討されている。2. Description of the Related Art Secondary batteries are required to have not only high performance such as output but also high reliability and safety. As a battery satisfying such requirements, a non-aqueous electrolyte secondary battery using a non-aqueous electrolyte such as a lithium secondary battery is being studied.
【０００３】一般に、非水電解液電池は、正極および負
極を有する電極体と、非水電解液と、電極体および非水
電解液を収容する電池容器と、から構成されている。通
常の二次電池は、メンテナンス性などの観点から、密閉
構造を採用した電池容器が多く用いられている。すなわ
ち、電池容器が密閉構造となることで、電池容器の外部
に活物質や電解液などが漏れ出なくなり、電池の取り扱
いが容易になるためである。In general, a non-aqueous electrolyte battery includes an electrode body having a positive electrode and a negative electrode, a non-aqueous electrolyte, and a battery container containing the electrode body and the non-aqueous electrolyte. For a normal secondary battery, a battery container adopting a sealed structure is often used from the viewpoint of maintainability and the like. That is, when the battery container has a sealed structure, the active material, the electrolytic solution, and the like do not leak out of the battery container, and the battery can be easily handled.
【０００４】非水電解液電池においては、充放電時の副
反応や、電極体の過熱により、電池セル室内にガスが発
生することがある。この電池セル室内に発生するガス
は、蒸発した非水電解液や非水電解液が分解して形成さ
れた低分子量の化合物を含有する。[0004] In a non-aqueous electrolyte battery, gas may be generated in the battery cell chamber due to side reactions during charging and discharging and overheating of the electrode body. The gas generated in the battery cell chamber contains the evaporated non-aqueous electrolyte and a low molecular weight compound formed by decomposing the non-aqueous electrolyte.
【０００５】電池セル室内にガスが発生すると、電池セ
ル室内の圧力が上昇し、電池容器が破裂するようにな
る。この破裂を抑える方法として、電池容器に所定の圧
力で開放される圧力弁を形成しておく方法がある。すな
わち、電池セル室内の圧力が所定の圧力以上となると圧
力弁が開放し、電池セル室内のガスを排出する。このた
め、電池セル室内の圧力が低下し、電池容器の破損が防
止される。[0005] When gas is generated in the battery cell chamber, the pressure inside the battery cell chamber increases, and the battery container bursts. As a method of suppressing the rupture, there is a method of forming a pressure valve which is opened at a predetermined pressure in the battery container. That is, when the pressure in the battery cell chamber becomes equal to or higher than a predetermined pressure, the pressure valve opens to discharge the gas in the battery cell chamber. For this reason, the pressure in the battery cell chamber decreases, and damage to the battery container is prevented.
【０００６】しかしながら、圧力弁が形成された電池容
器を用いた非水電解液電池には、圧力弁が開放された後
に発火を生じるという問題を有していた。詳しくは、圧
力弁が開放されることで電池セル室内のガスが排出され
て電池の破損が抑えられるが、電池セル室内において
は、非水電解液の蒸発および分解がさらに進行する。ま
た、圧力弁が開放されているため、電池セル室内に大気
が侵入するようになる。その後、非水電解液と空気とが
電池セル室内で混合し、電極体内での短絡により生じる
火花がこの混合ガスに引火するためである。However, a non-aqueous electrolyte battery using a battery container provided with a pressure valve has a problem that ignition occurs after the pressure valve is opened. Specifically, the gas in the battery cell chamber is exhausted by opening the pressure valve, thereby suppressing damage to the battery. However, in the battery cell chamber, evaporation and decomposition of the non-aqueous electrolyte further progress. Further, since the pressure valve is open, the air enters the battery cell chamber. Thereafter, the non-aqueous electrolyte and the air are mixed in the battery cell chamber, and a spark generated by a short circuit in the electrode body ignites the mixed gas.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであり、圧力開放手段が開放した後の
引火が抑えられた非水電解液電池を提供することを課題
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte battery in which ignition is suppressed after the pressure release means is released.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明者は、開放された圧力開放手段から大気が侵入
することで引火に必要な酸素が供給されることに着目
し、圧力開放手段が開放しても電池セル室内に酸素の侵
入が生じない非水電解液電池について検討を重ねた結
果、圧力開放手段が開放されたときに電池セル室内に不
活性ガスを充満させることで大気の電池セル室内への侵
入を抑えることができることを見出した。In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor paid attention to the fact that oxygen required for ignition was supplied by the intrusion of the atmosphere from the released pressure releasing means. As a result of repeated studies on non-aqueous electrolyte batteries in which oxygen does not enter the battery cell chamber even when the means is opened, it is possible to fill the battery cell chamber with an inert gas when the pressure release means is opened. Can be suppressed from entering the battery cell chamber.
【０００９】すなわち、本発明の非水電解液電池は、正
極および負極を有する電極体と、非水電解液と、電極体
および非水電解液が封入された電池セル室を内部に区画
し、電池セル室内の圧力が開放圧力に達したときに電池
セル室と外部とを連通させて電池セル室内の圧力を開放
する圧力開放手段を有する電池容器と、を有する非水電
解液電池において、圧力開放手段が開放されたときに電
池セル室内に不活性ガスを供給し、電池セル室内を不活
性ガスで充満させるガス供給手段を有することを特徴と
する。That is, the non-aqueous electrolyte battery of the present invention partitions an electrode body having a positive electrode and a negative electrode, a non-aqueous electrolyte, and a battery cell chamber in which the electrode body and the non-aqueous electrolyte are sealed. A battery container having pressure release means for releasing the pressure in the battery cell chamber by communicating the battery cell chamber with the outside when the pressure in the battery cell chamber reaches the release pressure; and A gas supply means for supplying an inert gas into the battery cell chamber when the opening means is opened and filling the battery cell chamber with the inert gas is provided.
【００１０】本発明の非水電解液電池は、圧力開放手段
が開放されたときに、電池セル室内に不活性ガスが充満
するため、圧力開放手段を通って電池セル室内に大気が
入らなくなっている。すなわち、電池セル室内に酸素が
存在しないため、電池セル室内での引火が抑えられてい
る。さらに、不活性ガスが充満することで、電池セル室
内の可燃性のガスが電池セル室内から排出され、電池セ
ル室内での引火が抑えられている。この結果、本発明の
非水電解液電池は、安全性に優れた非水電解液電池とな
っている。In the non-aqueous electrolyte battery according to the present invention, when the pressure release means is released, the battery cell chamber is filled with the inert gas, so that the air cannot enter the battery cell chamber through the pressure release means. I have. That is, since no oxygen exists in the battery cell chamber, ignition in the battery cell chamber is suppressed. Further, by being filled with the inert gas, the combustible gas in the battery cell chamber is discharged from the battery cell chamber, and the ignition in the battery cell chamber is suppressed. As a result, the non-aqueous electrolyte battery of the present invention is a highly safe non-aqueous electrolyte battery.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の非水電解液電池は、正極
および負極を有する電極体と、非水電解液と、電池容器
と、を有する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A non-aqueous electrolyte battery according to the present invention has an electrode body having a positive electrode and a negative electrode, a non-aqueous electrolyte, and a battery container.
【００１２】すなわち、本発明の非水電解液電池は、正
極、負極および非水電解液を有することで、充放電が可
能な電池となる。なお、正極、負極および非水電解液
は、特に限定されるものではなく、通常の非水電解液電
池に用いられている正極、負極および非水電解液を用い
ることができる。また、本発明の非水電解液電池は、一
次電池であっても、二次電池であってもどちらでも良い
が、特に、二次電池において優れた効果を発揮する。That is, the non-aqueous electrolyte battery of the present invention has a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, and can be charged and discharged. The positive electrode, the negative electrode, and the non-aqueous electrolyte are not particularly limited, and the positive electrode, the negative electrode, and the non-aqueous electrolyte used in ordinary non-aqueous electrolyte batteries can be used. In addition, the nonaqueous electrolyte battery of the present invention may be a primary battery or a secondary battery, and particularly exhibits excellent effects in a secondary battery.
【００１３】電池容器は、電極体および非水電解液が封
入された電池セル室を内部に区画し、電池セル室内の圧
力が開放圧力に達したときに電池セル室と外部とを連通
させて電池セル室内の圧力を開放する圧力開放手段を有
する。すなわち、電池容器が、電池セル室を区画しかつ
圧力開放手段を有することで、本発明の非水電解液電池
は、充放電時の副反応や、電極体の過熱による電池容器
の破損が抑えられている。The battery container partitions the battery cell chamber in which the electrode body and the non-aqueous electrolyte are sealed, and connects the battery cell chamber to the outside when the pressure in the battery cell chamber reaches the opening pressure. There is a pressure releasing means for releasing the pressure in the battery cell chamber. That is, since the battery container partitions the battery cell chamber and has the pressure release means, the nonaqueous electrolyte battery of the present invention suppresses side reactions during charge and discharge and damage to the battery container due to overheating of the electrode body. Have been.
【００１４】本発明の非水電解液電池は、圧力開放手段
が開放されたときに電池セル室内に不活性ガスを供給
し、電池セル室内を不活性ガスで充満させるガス供給手
段を有する。すなわち、本発明の非水電解液電池は、ガ
ス供給手段を有することで、圧力開放手段が開放された
ときに、電池セル室内が不活性ガスで充満される。電池
セル室内が不活性ガスで充満されると、この不活性ガス
により空気の電池セル室内への侵入が阻害される。この
結果、電池セル室内に酸素が供給されなくなり、電極体
内で短絡等により火花が発生しても燃焼が生じなくなっ
ている。The non-aqueous electrolyte battery of the present invention has gas supply means for supplying an inert gas into the battery cell chamber when the pressure release means is released and filling the battery cell chamber with the inert gas. That is, since the nonaqueous electrolyte battery of the present invention has the gas supply means, the battery cell chamber is filled with the inert gas when the pressure release means is released. When the battery cell chamber is filled with the inert gas, the inert gas prevents air from entering the battery cell chamber. As a result, oxygen is no longer supplied into the battery cell chamber, and combustion does not occur even if sparks occur due to a short circuit or the like in the electrode body.
【００１５】なお、電池セル室内に供給される不活性ガ
スは、電極体内で短絡等により火花が発生しても発火が
生じない雰囲気を得られるガスを示す。不活性ガスとし
ては、たとえば、周期表０族元素のガス、窒素ガス、二
酸化炭素等のガスをあげることができる。The inert gas supplied into the battery cell chamber is a gas that can provide an atmosphere in which ignition does not occur even if a spark is generated due to a short circuit or the like in the electrode body. Examples of the inert gas include gases such as Group 0 element gas, nitrogen gas, and carbon dioxide.
【００１６】ガス供給手段は、電池セル室内にもうけら
れたガス発生部材よりなることが好ましい。すなわち、
電池セル室内にガス発生部材をもうけることで、電池セ
ル室内の状態の変化を反映しやすくなっている。すなわ
ち、圧力開放手段が開放されたときに電池セル室内に不
活性ガスを供給できる。The gas supply means preferably comprises a gas generating member provided in the battery cell chamber. That is,
By providing a gas generating member in the battery cell chamber, it is easy to reflect a change in the state in the battery cell chamber. That is, the inert gas can be supplied into the battery cell chamber when the pressure release means is released.
【００１７】ガス発生部材は、非水電解液中で不活性ガ
スを発生させるガス発生剤と、ガス発生剤を収容し圧力
開放手段が開放されたときにガス発生剤を非水電解液中
に放出する収容部材と、から構成されることが好まし
い。すなわち、ガス発生部材が、ガス発生剤と収容部材
とから構成されることで、電池セル室内に不活性ガスを
供給できる。The gas generating member includes a gas generating agent for generating an inert gas in the non-aqueous electrolytic solution, and the gas generating agent is contained in the non-aqueous electrolytic solution when the gas generating agent is contained and the pressure release means is released. And a housing member for discharging. That is, since the gas generating member includes the gas generating agent and the housing member, the inert gas can be supplied into the battery cell chamber.
【００１８】収容部材は、非水電解液の沸点で溶融する
部材よりなることが好ましい。電池セル室内の圧力を上
昇させるガスは、非水電解液が蒸発あるいは分解するこ
とにより生じる。すなわち、電池セル室内の温度が非水
電解液の沸点となると、電池セル室内の圧力が上昇し、
圧力開放手段が開放される。このため、圧力開放手段が
開放される非水電解液の沸点で収容部材が溶融すること
で、収容部材に収容されたガス発生剤が非水電解液中に
放出され、電池セル室内に不活性ガスを充満させること
で引火を抑えることができる。The housing member is preferably made of a member that melts at the boiling point of the non-aqueous electrolyte. The gas that increases the pressure in the battery cell chamber is generated by evaporation or decomposition of the non-aqueous electrolyte. That is, when the temperature in the battery cell chamber reaches the boiling point of the non-aqueous electrolyte, the pressure in the battery cell chamber increases,
The pressure relief means is released. For this reason, when the housing member is melted at the boiling point of the non-aqueous electrolyte where the pressure release means is released, the gas generating agent housed in the housing member is released into the non-aqueous electrolyte and the inert gas enters the battery cell chamber. Filling with gas can reduce ignition.
【００１９】なお、収容部材は、非水電解液の沸点で溶
融する部材の厚さを調節することで、圧力開放手段が開
放される前にガス発生剤が非水電解液中に放出されるこ
とを防ぐことができる。すなわち、電池セル室内の圧力
が不活性ガスにより上昇しなくなる。The accommodation member adjusts the thickness of the member that melts at the boiling point of the nonaqueous electrolyte so that the gas generating agent is released into the nonaqueous electrolyte before the pressure release means is released. Can be prevented. That is, the pressure in the battery cell chamber does not rise due to the inert gas.
【００２０】非水電解液の沸点で溶融する部材として
は、樹脂をあげることができる。樹脂としては、電池セ
ル室内に配されたときに非水電解液に影響を及ぼさない
樹脂であることが好ましく、ポリエチレン、ポリプロピ
レンが好ましい。ここで、ポリエチレンの融点は約１２
０℃であり、ポリプロピレンの融点は約１０５℃であ
る。この温度は、リチウム二次電池の電解液として用い
られるジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の沸点約１２５
℃で溶融する。As the member that is melted at the boiling point of the nonaqueous electrolyte, a resin can be used. The resin is preferably a resin that does not affect the nonaqueous electrolyte when disposed in the battery cell chamber, and is preferably polyethylene or polypropylene. Here, the melting point of polyethylene is about 12
0 ° C. and the melting point of polypropylene is about 105 ° C. This temperature is about 125 ° C. of the boiling point of diethyl carbonate (DEC) used as the electrolyte for the lithium secondary battery.
Melts at ° C.
【００２１】収容部材は、圧力開放手段が開放される圧
力で破壊される部材よりなることが好ましい。すなわ
ち、収容部材が圧力開放手段が開放される圧力で破壊さ
れることで、収容部材がガス発生剤を非水電解液中に放
出することとなり、電池容器内に不活性ガスを充満させ
ることができる。この圧力で破壊される部材としては、
たとえば、金属薄板、樹脂薄板をあげることができる。[0021] It is preferable that the accommodating member is made of a member that is destroyed by the pressure at which the pressure releasing means is released. That is, when the housing member is broken by the pressure at which the pressure release means is opened, the housing member releases the gas generating agent into the non-aqueous electrolyte, and the battery container can be filled with the inert gas. it can. As a member destroyed by this pressure,
For example, a metal thin plate and a resin thin plate can be given.
【００２２】圧力開放手段が電池容器の上面に形成され
たことが好ましい。すなわち、圧力開放手段が電池容器
の上面に形成されることで、電池セル室内のガスが、自
身の熱により自然に電池容器外に排出されるようにな
る。さらに、不活性ガスとして空気よりも重いガスを用
いることで、大気の電池容器内への侵入を抑えることが
できる。Preferably, the pressure release means is formed on the upper surface of the battery container. That is, since the pressure release means is formed on the upper surface of the battery container, the gas in the battery cell chamber is naturally discharged out of the battery container by its own heat. Further, by using a gas heavier than air as the inert gas, it is possible to prevent the air from entering the battery container.
【００２３】ガス発生剤は、炭酸水素カリウム、炭酸水
素ナトリウム、炭酸マンガンより選ばれる少なくとも一
種であることが好ましい。すなわち、これらの化合物は
空気より重いガスを不活性ガスを発生させるため、電池
容器の上面に形成された圧力開放手段を通って大気が電
池セル室内に侵入しなくなる。The gas generating agent is preferably at least one selected from potassium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate and manganese carbonate. That is, since these compounds generate an inert gas which is heavier than air, the air does not enter the battery cell chamber through the pressure release means formed on the upper surface of the battery container.
【００２４】炭酸水素カリウムは、熱分解により、 ２ＫＨＣＯ3 → Ｋ2ＣＯ3 ＋ Ｈ2Ｏ ＋ ＣＯ2↑ の反応を生じ、二酸化炭素（ＣＯ2）を発生させる。Potassium hydrogen carbonate causes a reaction of 2KHCO 3 → K 2 CO 3 + H 2 O + CO 2に よ り by thermal decomposition to generate carbon dioxide (CO 2 ).
【００２５】また、同様に、炭酸水素ナトリウムは、 ２ＮａＨＣＯ3 → Ｎａ2ＣＯ3 ＋ Ｈ2Ｏ ＋ ＣＯ
2↑ の反応を生じ、ＣＯ2を発生させる。Similarly, sodium bicarbonate is 2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO
2の reaction to generate CO 2 .
【００２６】さらに、炭酸マンガンは、 ＭｎＣＯ3 → ＭｎＯ ＋ ＣＯ2↑ の反応を生じ、ＣＯ2を発生させる。Further, manganese carbonate causes a reaction of MnCO 3 → MnO + CO 2 、 to generate CO 2 .
【００２７】圧力開放手段が電池容器の底面に形成され
たことが好ましい。圧力開放手段が電池容器の底面に形
成されたことで、圧力開放手段が開放されたときに、電
池セル室内のガスを排出できる。さらに、不活性ガスと
して空気よりも軽いガスを用いることで、大気の電池容
器内への侵入を抑えることができる。Preferably, the pressure release means is formed on the bottom surface of the battery container. Since the pressure release means is formed on the bottom surface of the battery container, the gas in the battery cell chamber can be discharged when the pressure release means is released. Further, by using a gas lighter than air as the inert gas, it is possible to prevent the air from entering the battery container.
【００２８】ガス発生剤は、アジ化ナトリウムよりなる
ことが好ましい。すなわち、空気より軽い不活性ガスを
発生させるため、電池容器の底面に形成された圧力開放
手段を通って大気が電池セル室内に侵入しなくなる。The gas generating agent preferably comprises sodium azide. That is, since an inert gas lighter than air is generated, the air does not enter the battery cell chamber through the pressure release means formed on the bottom surface of the battery container.
【００２９】アジ化ナトリウム（ＮａＮ3）は、熱分解
により、 ＮａＮ3 → Ｎａ ＋ ３／２Ｎ2↑ の反応を生じ、窒素（Ｎ2）を発生させる。Sodium azide (NaN 3 ) causes a reaction of NaN 3 → Na + 3 / 2N 2に よ り by thermal decomposition to generate nitrogen (N 2 ).
【００３０】圧力開放手段は、開放弁よりなることが好
ましい。開放弁よりなることで、電池セル室内が所定の
圧力以上となったときに、電池セル室と外部とを連通さ
せることができる。この開放弁は、特に限定されるもの
ではなく、従来の二次電池に安全装置として形成された
開放弁を用いることができる。The pressure release means preferably comprises a release valve. With the release valve, the battery cell chamber can communicate with the outside when the pressure inside the battery cell chamber becomes equal to or higher than a predetermined pressure. The opening valve is not particularly limited, and an opening valve formed as a safety device in a conventional secondary battery can be used.
【００３１】本発明の非水電解液電池は、リチウム二次
電池であることが好ましい。The non-aqueous electrolyte battery of the present invention is preferably a lithium secondary battery.
【００３２】リチウム二次電池は、リチウムを吸蔵、放
出可能な正極および負極と、電解質塩を非水溶媒に溶解
させてなる非水電解液とを有する電池である。A lithium secondary battery is a battery having a positive electrode and a negative electrode capable of inserting and extracting lithium, and a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving an electrolyte salt in a non-aqueous solvent.
【００３３】正極は、リチウムイオンを充電時には放出
し、かつ放電時には吸蔵することができれば、その材料
構成で特に限定されるものではなく、公知の材料構成の
ものを用いることができる。特に、正極活物質、導電材
および結着材を混合して得られた合材が集電体に塗布さ
れてなるものを用いることが好ましい。The material of the positive electrode is not particularly limited as long as it can release lithium ions at the time of charging and occlude at the time of discharging, and a known material can be used. In particular, it is preferable to use a material obtained by applying a mixture obtained by mixing a positive electrode active material, a conductive material and a binder to a current collector.
【００３４】正極活物質には、その活物質の種類で特に
限定されるものではなく、公知の活物質を用いることが
できる。たとえば、ＴｉＳ2、ＴｉＳ3、ＭｏＳ3、Ｆｅ
Ｓ2、Ｌｉ(1-x)ＭｎＯ2、Ｌｉ(1-x)Ｍｎ2Ｏ4、Ｌｉ
(1-x)ＣｏＯ2、Ｌｉ(1-x)ＮｉＯ2、Ｖ2Ｏ5等の化合物を
あげることができる。ここで、ｘは０〜１を示す。ま
た、これらの化合物の混合物を正極活物質として用いて
もよい。さらに、Ｌｉ1-xＭｎ2+xＯ4、ＬｉＮｉ1-xＣｏ
xＯ2などのようにＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＮｉＯ2の遷移金
属元素の一部を少なくとも１種類以上の他の遷移金属元
素あるいはＬｉで置き換えたものを正極活物質としても
よい。The type of the active material is not particularly limited as the positive electrode active material, and a known active material can be used. For example, TiS 2 , TiS 3 , MoS 3 , Fe
S 2 , Li (1-x) MnO 2 , Li (1-x) Mn 2 O 4 , Li
Compounds such as (1-x) CoO 2 , Li (1-x) NiO 2 , and V 2 O 5 can be mentioned. Here, x represents 0 to 1. Further, a mixture of these compounds may be used as the positive electrode active material. Further, Li 1-x Mn 2 + x O 4 , LiNi 1-x Co
those replaced by x O LiMn 2, such as 2 O 4, at least one or more other transition metal elements some of transition metal elements of LiNiO 2 or Li may be used as a positive electrode active material.
【００３５】正極活物質としては、ＬｉＭｎ2Ｏ4、Ｌｉ
ＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2等のリチウムおよび遷移金属の複
合酸化物がより好ましい。すなわち、電子とリチウムイ
オンの拡散性能に優れるなど活物質としての性能に優れ
ているため、高い充放電効率と良好なサイクル特性とを
有する電池が得られる。さらに、正極活物質としては、
材料コストの低さから、ＬｉＭｎ2Ｏ4を用いることが好
ましい。As the positive electrode active material, LiMn 2 O 4 , Li
Composite oxides of lithium and a transition metal such as CoO 2 and LiNiO 2 are more preferred. That is, since the battery has excellent performance as an active material such as excellent diffusion performance of electrons and lithium ions, a battery having high charge / discharge efficiency and good cycle characteristics can be obtained. Further, as a positive electrode active material,
It is preferable to use LiMn 2 O 4 from the viewpoint of low material cost.
【００３６】結着剤は、活物質粒子をつなぎ止める作用
を有する。結着剤としては、有機系結着剤や、無機系結
着剤を用いることができ、たとえば、ポリフッ化ビニリ
デン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の化合物をあげることが
できる。The binder has an action of retaining the active material particles. As the binder, an organic binder or an inorganic binder can be used, and examples thereof include compounds such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene chloride, and polytetrafluoroethylene (PTFE). Can be.
【００３７】導電剤は、正極の電気伝導性を確保する作
用を有する。導電剤としては、たとえば、カーボンブラ
ック、アセチレンブラック、黒鉛等の炭素物質の１種ま
たは２種以上の混合したものをあげることができる。The conductive agent has a function of ensuring the electric conductivity of the positive electrode. Examples of the conductive agent include one or a mixture of two or more carbon substances such as carbon black, acetylene black, and graphite.
【００３８】また、正極の集電体としては、たとえば、
アルミニウム、ステンレスなどの金属を網、パンチドメ
タル、フォームメタルや板状に加工した箔などを用いる
ことができる。As the current collector of the positive electrode, for example,
A net, punched metal, foam metal, or a plate-shaped foil of a metal such as aluminum or stainless steel can be used.
【００３９】負極は、リチウムイオンを充電時には吸蔵
し、かつ放電時には放出することができれば、その材料
構成で特に限定されるものではなく、公知の材料構成の
ものを用いることができる。特に、負極活物質および結
着剤を混合して得られた合材が集電体に塗布されてなる
ものを用いることが好ましい。The material of the negative electrode is not particularly limited as long as it can occlude lithium ions during charging and release lithium ions during discharging, and may use a known material. In particular, it is preferable to use a material obtained by applying a mixture obtained by mixing a negative electrode active material and a binder to a current collector.
【００４０】負極活物質としては、特に限定されるもの
ではなく、公知の活物質を用いることができる。たとえ
ば、結晶性の高い天然黒鉛や人造黒鉛などの炭素材料、
金属リチウムやリチウム合金、スズ化合物などの金属材
料、導電性ポリマーなどをあげることができる。The negative electrode active material is not particularly limited, and a known active material can be used. For example, carbon materials such as highly crystalline natural graphite and artificial graphite,
Examples include metal materials such as metallic lithium, lithium alloys, and tin compounds, and conductive polymers.
【００４１】結着剤は、活物質粒子をつなぎ止める作用
を有する。結着剤としては、有機系結着剤や、無機系結
着剤を用いることができ、たとえば、ポリフッ化ビニリ
デン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の化合物をあげることが
できる。The binder has a function of retaining the active material particles. As the binder, an organic binder or an inorganic binder can be used, and examples thereof include compounds such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene chloride, and polytetrafluoroethylene (PTFE). Can be.
【００４２】負極の集電体としては、たとえば、銅、ニ
ッケルなどを網、パンチドメタル、フォームメタルや板
状に加工した箔などを用いることができる。As the current collector of the negative electrode, for example, a net, punched metal, foam metal, plate-shaped foil, or the like of copper, nickel, or the like can be used.
【００４３】非水電解液は、通常のリチウム二次電池に
用いられる電解液であればよく、電解質塩と非水溶媒と
から構成される。The non-aqueous electrolyte may be any electrolyte used for ordinary lithium secondary batteries, and is composed of an electrolyte salt and a non-aqueous solvent.
【００４４】電解質塩としては、たとえば、ＬｉＰ
Ｆ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣ
ｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＣＦ3 Ｓ
Ｏ2）2、ＬｉＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3、ＬｉＩ、ＬｉＡｌＣ
ｌ4、ＮａＣｌＯ4、ＮａＢＦ4、Ｎａｌ等をあげること
ができ、特に、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4、
ＬｉＡｓＦ6などの無機リチウム塩、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃx
Ｆ2x+1）（ＳＯ2ＣyＦ2y+1）で表される有機リチウム塩
をあげることができる。ここで、ｘおよびｙは１〜４の
整数を表し、また、ｘ＋ｙは３〜８である。有機リチウ
ム塩としては、具体的には、ＬｉＮ（ＳＯ2 ＣＦ3）
（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）（ＳＯ2Ｃ
3Ｆ 7）、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）（ＳＯ2Ｃ4Ｆ9）、Ｌｉ
Ｎ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）（ＳＯ2Ｃ 2Ｆ5）、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2
Ｆ5）（ＳＯ2Ｃ3Ｆ7）、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）（ＳＯ2
Ｃ4Ｆ9）等があげられる。なかでも、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ
Ｆ3 ）（ＳＯ2Ｃ4Ｆ9）、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）（ＳＯ
2Ｃ2Ｆ5）などを電解質に使用すると、電気特性に優れ
るので好ましい。As the electrolyte salt, for example, LiP
F6, LiBFFour, LiClOFour, LiAsF6, LiC
1, LiBr, LiCFThreeSOThree, LiN (CFThreeS
OTwo)Two, LiC (CFThreeSOTwo)Three, LiI, LiAlC
lFour, NaClOFour, NaBFFour, Nal, etc.
In particular, LiPF6, LiBFFour, LiClOFour,
LiAsF6Inorganic lithium salts such as LiN (SOTwoCx
F2x + 1) (SOTwoCyF2y + 1Organic lithium salt represented by)
Can be given. Where x and y are 1 to 4
Represents an integer, and x + y is 3 to 8. Organic Lithium
As the salt, specifically, LiN (SOTwoCFThree)
(SOTwoCTwoFFive), LiN (SOTwoCFThree) (SOTwoC
ThreeF 7), LiN (SOTwoCFThree) (SOTwoCFourF9), Li
N (SOTwoCTwoFFive) (SOTwoC TwoFFive), LiN (SOTwoCTwo
FFive) (SOTwoCThreeF7), LiN (SOTwoCTwoFFive) (SOTwo
CFourF9) And the like. Among them, LiN (SOTwoC
FThree) (SOTwoCFourF9), LiN (SOTwoCTwoFFive) (SO
TwoCTwoFFive) Etc. are used for the electrolyte, the electrical characteristics are excellent.
This is preferred.
【００４５】なお、この電解質塩は、電解液中での濃度
が、０．５ないし１．５ｍｏｌ／ｄｍ3となるように溶
解していることが好ましい。電解液中の濃度が０．５ｍ
ｏｌ／ｄｍ3未満となると十分な電流密度が得られない
ことがあり、１．５ｍｏｌ／ｄｍ3を超えると粘度が増
加し、電解液の導電性の低下を生じるようになるためで
ある。The electrolyte salt is preferably dissolved so that the concentration in the electrolyte is 0.5 to 1.5 mol / dm 3 . 0.5m concentration in electrolyte
When the amount is less than ol / dm 3 , a sufficient current density may not be obtained, and when the amount exceeds 1.5 mol / dm 3 , the viscosity increases and the conductivity of the electrolytic solution decreases.
【００４６】電解質塩が溶解する有機溶媒としては、通
常のリチウム二次電池の非水電解液に用いられる有機溶
媒であれば特に限定されず、例えば、カーボネート化合
物、ラクトン化合物、エーテル化合物、スルホラン化合
物、ジオキソラン化合物、ケトン化合物、ニトリル化合
物、ハロゲン化炭化水素化合物等をあげることができ
る。詳しくは、ジメチルカーボネート、メチルエチルカ
ーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネ
ート、プロピレンカーボネート、エチレングリコールジ
メチルカーボネート、プロピレングリコールジメチルカ
ーボネート、エチレングリコールジエチルカーボネー
ト、ビニレンカーボネート等のカーボネート類、γ−ブ
チルラクトン等のラクトン類、ジメトキシエタン、テト
ラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テト
ラヒドロピラン、１，４−ジオキサンなどのエーテル
類、スルホラン、３−メチルスルホラン等のスルホラン
類、１，３−ジオキソラン等のジオキソラン類、４−メ
チル−２−ペンタノン等のケトン類、アセトニトリル、
ピロピオニトリル、バレロニトリル、ベンソニトリル等
のニトリル類、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化
炭化水素類、その他のメチルフォルメート、ジメチルホ
ルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルスルホキ
シド等をあげることができる。さらに、これらの混合物
であってもよい。The organic solvent in which the electrolyte salt is dissolved is not particularly limited as long as it is an organic solvent used in a nonaqueous electrolyte of a normal lithium secondary battery. For example, carbonate compounds, lactone compounds, ether compounds, sulfolane compounds , Dioxolane compounds, ketone compounds, nitrile compounds, halogenated hydrocarbon compounds and the like. In detail, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, ethylene glycol dimethyl carbonate, propylene glycol dimethyl carbonate, ethylene glycol diethyl carbonate, carbonates such as vinylene carbonate, lactones such as γ-butyl lactone, Ethers such as dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran and 1,4-dioxane; sulfolane such as sulfolane and 3-methylsulfolane; dioxolanes such as 1,3-dioxolane; 4-methyl-2- Ketones such as pentanone, acetonitrile,
Examples thereof include nitriles such as piropionitrile, valeronitrile, and benzonitrile; halogenated hydrocarbons such as 1,2-dichloroethane; and other methylformate, dimethylformamide, diethylformamide, and dimethylsulfoxide. Further, a mixture thereof may be used.
【００４７】これらの有機溶媒のうち、特に、カーボネ
ート類からなる群より選ばれた一種以上の非水溶媒が、
電解質の溶解性、誘電率および粘度において優れている
ので、好ましい。Among these organic solvents, in particular, one or more non-aqueous solvents selected from the group consisting of carbonates are
It is preferable because it has excellent solubility, dielectric constant and viscosity of the electrolyte.
【００４８】本発明の非水電解液電池は、その形状が特
に限定されるものではなく、たとえば、シート型、コイ
ン型、円筒型、角型など、種々の形状の電池として使用
できる。好ましくは、正極および負極がシート状に形成
され、シート状のセパレータを介した状態で巻回された
巻回型電極体を有する電池であることが好ましい。さら
に、体積効率に優れることから扁平形状巻回型電極体を
有する電池であることがより好ましい。The shape of the nonaqueous electrolyte battery of the present invention is not particularly limited, and it can be used as batteries of various shapes such as a sheet type, a coin type, a cylindrical type, and a square type. Preferably, the battery is preferably a battery having a wound electrode body in which a positive electrode and a negative electrode are formed in a sheet shape and wound with a sheet-shaped separator interposed therebetween. Further, a battery having a flat wound electrode body is more preferable because of its excellent volume efficiency.
【００４９】本発明の非水電解液電池は、組電池を形成
することが好ましい。すなわち、本発明の非水電解液電
池は電池容器内での発火が生じなくなっているため、組
電池において隣接した電池を延焼させなくなっている。
このため、安全性に優れた組電池が得られる。The non-aqueous electrolyte battery of the present invention preferably forms an assembled battery. That is, since the non-aqueous electrolyte battery of the present invention does not cause ignition in the battery container, adjacent batteries in the assembled battery are not spread.
For this reason, an assembled battery having excellent safety can be obtained.
【００５０】本発明の非水電解液電池は、圧力開放手段
が開放されたときに、電池セル室内に不活性ガスが充満
するため、圧力開放手段を通って電池セル室内に大気が
入らなくなっている。すなわち、電池セル室内に酸素が
存在しないため、電池セル室内での発火が抑えられてい
る。さらに、不活性ガスが充満することで、電池セル室
内の可燃性のガスが電池セル室内から排出される。この
結果、本発明の非水電解液電池は、安全性に優れた電池
となっている。In the non-aqueous electrolyte battery according to the present invention, when the pressure release means is released, the battery cell chamber is filled with the inert gas, so that air cannot enter the battery cell chamber through the pressure release means. I have. That is, since no oxygen exists in the battery cell chamber, ignition in the battery cell chamber is suppressed. Further, when the inert gas is filled, the combustible gas in the battery cell chamber is discharged from the battery cell chamber. As a result, the non-aqueous electrolyte battery of the present invention is a battery excellent in safety.
【００５１】[0051]
【実施例】以下、実施例を用いて本発明を説明する。The present invention will be described below with reference to examples.
【００５２】本発明の実施例として、リチウム二次電池
を作成した。As an example of the present invention, a lithium secondary battery was prepared.
【００５３】（実施例）実施例のリチウム二次電池は、
図１にその構成が示された電池である。詳しくは、扁平
型状巻回型電極体１と、電池容器２と、正極端子４およ
び負極端子５と、ガス発生部材３と、非水溶媒にリチウ
ム塩を溶解させてなる非水電解液と、を有する電池であ
る。(Embodiment) The lithium secondary battery of the embodiment is as follows.
This is a battery whose configuration is shown in FIG. Specifically, the flat wound electrode body 1, the battery case 2, the positive electrode terminal 4 and the negative electrode terminal 5, the gas generating member 3, and a nonaqueous electrolyte obtained by dissolving a lithium salt in a nonaqueous solvent And a battery having:
【００５４】扁平型状巻回型電極体１は、正極シート１
１および負極シート１２をセパレータ１３を介した状態
で巻回し、扁平型状に成形した電極体である。The flat wound electrode body 1 is a positive electrode sheet 1
1 is an electrode body formed by winding the negative electrode sheet 12 with the separator 13 interposed therebetween and forming a flat shape.
【００５５】正極シート１１は、帯状のアルミニウムシ
ートからなる正極集電体の両面に正極活物質層１１１が
形成されるとともに、正極集電体の幅方向の一方の端部
側に正極活物質層１１１が形成されていない未塗布部１
１２を有する。この未塗布部１１２は、端部側から一定
の幅で形成されていた。The positive electrode sheet 11 has a positive electrode active material layer 111 formed on both sides of a positive electrode current collector made of a strip-shaped aluminum sheet, and a positive electrode active material layer 111 on one end side in the width direction of the positive electrode current collector. Uncoated portion 1 where 111 is not formed
It has 12. The uncoated portion 112 was formed with a constant width from the end.
【００５６】負極シート１２は、帯状の銅のシートから
なる負極集電体の両面に負極活物質層１２１が形成され
るとともに、負極集電体の幅方向の一方の端部側に負極
活物質層１２１が形成されていない未塗布部１２２を有
する。この未塗布部１２２は、端部側から一定の幅で形
成されていた。The negative electrode sheet 12 has a negative electrode active material layer 121 formed on both sides of a negative electrode current collector made of a strip-shaped copper sheet, and a negative electrode active material layer formed on one end side in the width direction of the negative electrode current collector. There is an uncoated portion 122 where the layer 121 is not formed. The uncoated portion 122 was formed with a constant width from the end.
【００５７】セパレ−タ１３は、帯状に形成された厚さ
２５μｍの微多孔性のポリプロピレンにより形成されて
いる。また、セパレータ１３は、正極シート１１および
負極シート１２の電極活物質層１１１、１２１が形成さ
れた領域よりも帯の幅が長く、かつ長さも両極シート１
１、１２よりも長く形成されている。The separator 13 is made of a 25 μm-thick microporous polypropylene formed in a belt shape. Further, the separator 13 has a band width longer than that of the region where the electrode active material layers 111 and 121 of the positive electrode sheet 11 and the negative electrode sheet 12 are formed, and the length of the bipolar sheet 1 is also larger.
It is formed longer than 1, 12.
【００５８】扁平形状巻回型電極体１は、正極シート１
１および負極シート１２の各未塗布部１１２、１２２が
互いに軸方向の反対方向にセパレータ１３から突出し、
巻回されてリング状に形成された突出端部を形成してい
る。各突出端部の長辺部は、積層した未塗布部が圧縮さ
れている。ここで、扁平形状巻回型電極体１を構成する
正極シート１１、負極シート１２およびセパレータ１３
が積層した状態を図２に示した。The flat spirally wound electrode body 1 is a positive electrode sheet 1
1 and the uncoated portions 112 and 122 of the negative electrode sheet 12 project from the separator 13 in directions opposite to each other in the axial direction,
The protruding end portion is formed by being wound into a ring shape. On the long side of each protruding end, the laminated uncoated portion is compressed. Here, the positive electrode sheet 11, the negative electrode sheet 12 and the separator 13 that constitute the flat wound electrode body 1
2 is shown in FIG.
【００５９】電池容器２は、扁平形状巻回型電極体１が
封入された電池セル室を区画した容器である。電池容器
２は、上部に開口部を有する槽状を有する電槽２１と、
電槽２１の開口部を封止するアッパー２２と、から構成
される。電槽２１およびアッパー２２は、ともにＡ３０
０３よりなる。The battery container 2 is a container defining a battery cell chamber in which the flat wound electrode body 1 is sealed. The battery container 2 includes a battery case 21 having a tank shape having an opening at an upper part,
And an upper 22 that seals the opening of the battery case 21. The battery case 21 and the upper 22 are both A30
It consists of 03.
【００６０】アッパー２２には、５（ａｔｍ）で開放す
るスリットの入った圧力弁２３が形成されている。ま
た、アッパー２２には、正極端子４および負極端子５が
貫通する貫通孔２５が形成されている。The upper 22 is formed with a pressure valve 23 having a slit which opens at 5 (atm). Further, a through hole 25 through which the positive electrode terminal 4 and the negative electrode terminal 5 pass is formed in the upper 22.
【００６１】ガス発生部材３は、重曹（炭酸水素ナトリ
ウム、ＮａＨＣＯ3）と、重曹を内部に収容したポリエ
チレンよりなる樹脂カプセルと、から構成され、電槽２
１内の底面部に配された部材である。ここで、樹脂カプ
セルを形成するポリエチレンは、融点が１２０〜１３０
℃である。The gas generating member 3 is composed of baking soda (sodium hydrogen carbonate, NaHCO 3 ) and a resin capsule made of polyethylene containing baking soda therein.
1 is a member arranged on the bottom surface portion. Here, the polyethylene forming the resin capsule has a melting point of 120 to 130.
° C.
【００６２】正極端子４および負極端子５は、一端が正
極シート１１および負極シート１２の各未塗布部１１
２、１２２に接合され、他端が電池容器２のアッパー２
２から突出した状態でアッパー２２に固定された。この
とき、正極端子４および負極端子５は、それぞれ、アッ
パー２２にもうけられた貫通孔２５を貫通して固定され
た。また、正極端子４および負極端子５の固定は、ＥＰ
ＤＭ、フッ素樹脂等よりなる樹脂パッキン６１を介して
固定された。また、この正極端子４および負極端子５
は、他端の外周面に、予めねじ山を形成しておき、この
ねじ山に一致するナット６２を螺合させることでアッパ
ー２２に固定された。One end of each of the positive electrode terminal 4 and the negative electrode terminal 5 has an uncoated portion 11 of the positive electrode sheet 11 and the negative electrode sheet 12.
2 and 122, and the other end is the upper 2 of the battery container 2.
2 and was fixed to the upper 22 in a state where it protruded. At this time, the positive electrode terminal 4 and the negative electrode terminal 5 were respectively fixed through the through holes 25 formed in the upper 22. The fixing of the positive electrode terminal 4 and the negative electrode terminal 5 is performed according to EP.
It was fixed via a resin packing 61 made of DM, fluororesin or the like. The positive terminal 4 and the negative terminal 5
Was fixed to the upper 22 by previously forming a thread on the outer peripheral surface of the other end, and screwing a nut 62 corresponding to the thread.
【００６３】正極端子４はＡ５０５２よりなり、負極端
子５はＣｒ−Ｃｕ合金により形成された略棒状を有す
る。The positive electrode terminal 4 is made of A5052, and the negative electrode terminal 5 has a substantially rod shape made of a Cr-Cu alloy.
【００６４】非水電解液は、ジエチルカーボネートより
なる溶媒に、ＬｉＰＦ6が１モル／リットルの割合で溶
解した電解液が用いられた。なお、非水電解液は、電池
性能を発現させるのに要求された量より多量に配され
た。As the non-aqueous electrolyte, an electrolyte in which LiPF 6 was dissolved at a ratio of 1 mol / liter in a solvent composed of diethyl carbonate was used. In addition, the non-aqueous electrolyte was provided in a larger amount than that required for exhibiting battery performance.
【００６５】（製造方法）実施例のリチウム二次電池
は、以下の手段により製造された。(Production Method) The lithium secondary battery of the example was produced by the following means.
【００６６】まず、ニッケル酸リチウムよりなる正極活
物質が９０重量部、カーボンよりなる導電剤が５重量
部、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）よりなる結着剤
が５重量部を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）
溶液に溶解させ、正極活物質ペーストを作製した。この
正極活物質ペーストをコンマコータおよびダイコータを
用いて厚さ２５μｍの帯状のアルミ箔の両面に塗布し、
乾燥させた。このとき、帯状の集電体の幅方向の一方の
端部側には、一定の幅で正極活物質ペーストが塗布され
ていない未塗布部１１２が形成された。First, 90 parts by weight of a positive electrode active material composed of lithium nickelate, 5 parts by weight of a conductive agent composed of carbon, 5 parts by weight of a binder composed of polyvinylidene fluoride (PVDF), and N-methyl-2 -Pyrrolidone (NMP)
The solution was dissolved in a solution to prepare a positive electrode active material paste. This positive electrode active material paste is applied to both sides of a 25 μm-thick strip-shaped aluminum foil using a comma coater and a die coater,
Let dry. At this time, an uncoated portion 112 having a constant width and not coated with the positive electrode active material paste was formed on one end side in the width direction of the belt-shaped current collector.
【００６７】次に、この正極をロールプレス機に通して
荷重をかけ、厚さを８５μｍに圧縮することで、電極密
度を向上させた正極シート１１を作成した。Next, a load was applied to the positive electrode through a roll press to compress the thickness to 85 μm, thereby producing a positive electrode sheet 11 having an improved electrode density.
【００６８】つづいて、カーボンよりなる負極活物質が
９０重量部、ＰＶＤＦよりなる結着剤が１０重量部を、
ＮＭＰ溶液に溶解させ、負極活物質ペーストを作製し
た。この負極活物質ペーストを、正極と同様にコンマコ
ータおよびダイコータを用いて厚さ２５μｍの銅箔の両
面に塗布し乾燥させた。また、この負極活物質ペースト
の塗布は、正極の時と同様に未塗布部１２２をもうける
ようになされた。その後、この負極活物質ペーストが塗
布された銅箔をロールプレス機に通して荷重をかけ、厚
さを８５μｍに圧縮することで、電極密度を上昇させた
負極シート１２を作製した。Subsequently, 90 parts by weight of the negative electrode active material composed of carbon and 10 parts by weight of the binder composed of PVDF were added.
It was dissolved in an NMP solution to prepare a negative electrode active material paste. This negative electrode active material paste was applied to both surfaces of a copper foil having a thickness of 25 μm using a comma coater and a die coater in the same manner as the positive electrode, and dried. The application of the negative electrode active material paste was performed such that an uncoated portion 122 was formed as in the case of the positive electrode. Thereafter, the copper foil coated with the negative electrode active material paste was passed through a roll press to apply a load, and the thickness was reduced to 85 μm, thereby producing a negative electrode sheet 12 having an increased electrode density.
【００６９】製造された正極シート１１および負極シー
ト１２を、未塗布部１１２、１２２が互いに反対方向に
セパレータ１３から突出した状態で、セパレータ１３、
正極シート１１、セパレータ１３、負極シート１２の順
に積層させ、巻回機を用いて巻回させた。巻回された電
極シート積層体は、プレス成形を施されて扁平化され、
扁平型状巻回型電極体１が得られた。The manufactured positive electrode sheet 11 and negative electrode sheet 12 are separated from each other with the uncoated portions 112 and 122 protruding from the separator 13 in opposite directions.
The positive electrode sheet 11, the separator 13, and the negative electrode sheet 12 were laminated in this order and wound using a winding machine. The wound electrode sheet laminate is pressed and flattened,
The flat wound electrode body 1 was obtained.
【００７０】その後、扁平型状巻回型電極体１の軸方向
の両端部側に形成された各未塗布部１１２、１２２の一
部を圧縮した。なお、圧縮された各未塗布部１１２、１
２２の一部とは、ここで、各未塗布部１１２、１２２が
圧縮された扁平型状巻回型電極体１を図３に示した。Thereafter, a part of each of the uncoated portions 112 and 122 formed on both ends in the axial direction of the flat wound electrode body 1 was compressed. The compressed uncoated portions 112, 1
Here, the part 22 indicates the flat wound electrode body 1 in which the uncoated portions 112 and 122 are compressed, as shown in FIG.
【００７１】つづいて、圧縮された各未塗布部１１２、
１２２の一部に正極端子４および負極端子５の一端を溶
接により接合した。この接合により、電極端子４、５と
各未塗布部１１２、１２２が接合されただけでなく、積
層した状態にある各未塗布部１１２、１２２同士も互い
に一体に接合された。Subsequently, the compressed uncoated portions 112,
One end of the positive electrode terminal 4 and one end of the negative electrode terminal 5 were joined to a part of 122 by welding. By this bonding, not only the electrode terminals 4 and 5 and the uncoated portions 112 and 122 were bonded, but also the uncoated portions 112 and 122 in a stacked state were integrally bonded to each other.
【００７２】その後、扁平型状巻回型電極体１に接合さ
れた正極端子４および負極端子５を、アッパー２２にも
うけられた貫通孔２５に貫通させ、樹脂パッキン６１を
介した状態でナット６２を螺合させることで、アッパー
２２に固定した。なお、この固定は、正極端子４および
負極端子５に軸方向と垂直な方向に広がるフランジ部４
１、５１とナット６２とでアッパー２２を挟持すること
でなされた。Then, the positive electrode terminal 4 and the negative electrode terminal 5 joined to the flat wound electrode body 1 are passed through the through holes 25 formed in the upper 22, and the nut 62 is inserted through the resin packing 61. Was fixed to the upper 22 by screwing. The fixing is performed by fixing the flange portion 4 to the positive electrode terminal 4 and the negative electrode terminal 5 in a direction perpendicular to the axial direction.
This was achieved by sandwiching the upper 22 between the nuts 1 and 51 and the nut 62.
【００７３】電槽２１内にガス発生部材３および非水電
解液を投入し、その後、扁平型状巻回型電極体１が電槽
２１内に収容された状態でアッパー２２が電槽２１の開
口部に配され、レーザー溶接により溶接され、電池容器
２が封止された。このため、ガス発生部材３は、電槽２
１内の底面部に配された。The gas generating member 3 and the non-aqueous electrolyte are charged into the battery case 21, and then the upper 22 is placed in the battery case 21 with the flat wound electrode body 1 accommodated in the battery case 21. The battery container 2 was disposed in the opening and welded by laser welding to seal the battery container 2. For this reason, the gas generating member 3 is
1 was arranged on the bottom surface.
【００７４】以上の手段により実施例のリチウム二次電
池が製造された。The lithium secondary battery of the example was manufactured by the above means.
【００７５】（実施例の効果）実施例のリチウム二次電
池は、過充電等により電極体１の過熱および非水電解液
の蒸発および分解が生じ、内部圧力が５（ａｔｍ）に達
すると、圧力弁２３が開放され、電池容器２内と外部と
が連通する。(Effects of the Embodiment) In the lithium secondary battery of the embodiment, when the overheating or the like causes overheating of the electrode body 1 and evaporation and decomposition of the nonaqueous electrolyte, the internal pressure reaches 5 (atm). The pressure valve 23 is opened, and the inside of the battery container 2 communicates with the outside.
【００７６】詳しくは、圧力弁２３は、スリットにより
部分的に薄肉化されている。このため、電池容器２内の
圧力が増大すると、圧力弁２３には電池用金２の内部か
ら外部に向かって応力が働く。スリットとなっている部
分は、薄肉化されていることで、薄肉化されていない部
分に比べて強度が低下しているため、応力によりスリッ
トが破壊され、圧力弁２３は開放される。More specifically, the pressure valve 23 is partially thinned by a slit. For this reason, when the pressure in the battery container 2 increases, stress acts on the pressure valve 23 from the inside of the battery metal 2 to the outside. Since the slit portion is thinner and has a lower strength than the non-thinned portion, the slit is broken by the stress and the pressure valve 23 is opened.
【００７７】また、非水電解液の蒸発が生じることで、
実施例のリチウム二次電池は電池容器２内の温度は、Ｄ
ＥＣの沸点１２５℃以上となっている。この１２５℃
は、ガス発生部材３のポリエチレンよりなる樹脂カプセ
ルが溶融し、内部に収容されている炭酸水素ナトリウム
が電池容器２内に放出される。すなわち、ポリエチレン
の融点が１２０〜１３０℃であるためである。In addition, the evaporation of the non-aqueous electrolyte causes
In the lithium secondary battery of the embodiment, the temperature inside the battery container 2 is D
The boiling point of EC is 125 ° C. or higher. This 125 ° C
In this case, the resin capsule made of polyethylene of the gas generating member 3 is melted, and the sodium hydrogen carbonate contained therein is discharged into the battery container 2. That is, the melting point of polyethylene is 120 to 130 ° C.
【００７８】電池容器２内に放出された炭酸水素ナトリ
ウムは、熱反応により、２ＮａＨＣＯ3 → Ｎａ2ＣＯ
3 ＋ Ｈ2Ｏ ＋ ＣＯ2↑の反応により二酸化炭素
（ＣＯ2）を発生し、電池容器２内にこのＣＯ2を充満さ
せる。このＣＯ2が充満することで、電池容器２内に開
放された開放弁２３を通って大気が侵入しなくなってい
る。このため、電極体１が短絡による火花を発生させて
も電池容器２内に酸素が供給されないため、発火しなく
なっている。The sodium bicarbonate released into the battery container 2 reacts with 2NaHCO 3 → Na 2 CO by thermal reaction.
Carbon dioxide (CO 2 ) is generated by the reaction of 3 + H 2 O + CO 2 }, and the battery container 2 is filled with this CO 2 . When the CO 2 is filled, the atmosphere does not enter through the open valve 23 opened in the battery container 2. For this reason, even if the electrode body 1 generates a spark due to a short circuit, no oxygen is supplied into the battery container 2, and thus no ignition occurs.
【００７９】さらに、電池容器２内で発生したＣＯ
2が、電池容器２内に存在する蒸発したあるいは分解し
たＤＥＣを開放弁２３を介して外部に排出する効果も示
す。Further, the CO generated in the battery container 2
2 also has an effect of discharging the evaporated or decomposed DEC present in the battery container 2 to the outside via the opening valve 23.
【００８０】この結果、実施例のリチウム二次電池は、
安全性に優れた二次電池となっている。As a result, the lithium secondary battery of the embodiment
It is a secondary battery with excellent safety.
【００８１】[0081]
【発明の効果】本発明の非水電解液電池は、圧力開放手
段が開放されたときに、電池セル室内に不活性ガスが充
満するため、圧力開放手段を通って電池セル室内に大気
が入らなくなっている。すなわち、電池セル室内に酸素
が存在しないため、電池セル室内での発火が抑えられて
いる。さらに、不活性ガスが充満することで、電池セル
室内の可燃性のガスが電池セル室内から排出されること
でも、電池セル室内での発火が抑えられている。この結
果、本発明の非水電解液電池は、安全性に優れた非水電
解液電池となっている。According to the non-aqueous electrolyte battery of the present invention, the inert gas is filled in the battery cell chamber when the pressure release means is released, so that air enters the battery cell chamber through the pressure release means. Is gone. That is, since no oxygen exists in the battery cell chamber, ignition in the battery cell chamber is suppressed. Further, the flammable gas in the battery cell chamber is discharged from the battery cell chamber by filling with the inert gas, so that the ignition in the battery cell chamber is suppressed. As a result, the non-aqueous electrolyte battery of the present invention is a highly safe non-aqueous electrolyte battery.
【図１】 実施例のリチウム二次電池の構成を示した図
である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a lithium secondary battery of an example.
【図２】 電極シートとセパレータとが積層した状態を
示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a state in which an electrode sheet and a separator are stacked.
【図３】 未塗布部の一部が圧縮された扁平型状巻回型
電極体を示した図である。FIG. 3 is a view showing a flat wound electrode body in which a part of an uncoated portion is compressed.
１…扁平型状巻回型電極体 １１…正極シート １２…負極シート １３…セパレータ ２…電池容器 ２１…電槽 ２２…アッパー ２３…圧力弁 ２５…貫通孔 ３…ガス発生部
材 ４…正極端子 ５…負極端子 ６１…樹脂パッキン ６２…ナットDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flat-shaped wound electrode body 11 ... Positive electrode sheet 12 ... Negative electrode sheet 13 ... Separator 2 ... Battery container 21 ... Battery case 22 ... Upper 23 ... Pressure valve 25 ... Through hole 3 ... Gas generating member 4 ... Positive electrode terminal 5 ... Negative electrode terminal 61 ... Resin packing 62 ... Nut
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H012 AA03 FF08 5H024 BB14 CC04 CC13 EE05 5H029 AJ12 AK02 AK03 AK05 AK18 AL01 AL07 AL12 AL16 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ03 BJ27 CJ05 DJ16 EJ03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H012 AA03 FF08 5H024 BB14 CC04 CC13 EE05 5H029 AJ12 AK02 AK03 AK05 AK18 AL01 AL07 AL12 AL16 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ03 BJ27 CJ05 DJ16 EJ03
Claims (11)
内部に区画し、該電池セル室内の圧力が開放圧力に達し
たときに該電池セル室と外部とを連通させて該電池セル
室内の圧力を開放する圧力開放手段を有する電池容器
と、を有する非水電解液電池において、 該圧力開放手段が開放されたときに該電池セル室内に不
活性ガスを供給し、該電池セル室内を該不活性ガスで充
満させるガス供給手段を有することを特徴とする非水電
解液電池。An electrode body having a positive electrode and a negative electrode; a non-aqueous electrolyte; and a battery cell chamber in which the electrode body and the non-aqueous electrolyte are sealed. A battery container having a pressure release means for releasing the pressure in the battery cell chamber by communicating the battery cell chamber with the outside when the pressure reaches the battery cell chamber. A non-aqueous electrolyte battery having a gas supply means for supplying an inert gas into the battery cell chamber when the battery cell chamber is filled with the inert gas.
にもうけられたガス発生部材よりなる請求項１記載の非
水電解液電池。2. The nonaqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein said gas supply means comprises a gas generating member provided in said battery cell chamber.
で前記不活性ガスを発生させるガス発生剤と、該ガス発
生剤を収容し前記圧力開放手段が開放されたときに該ガ
ス発生剤を該非水電解液中に放出する収容部材と、から
構成される請求項２記載の非水電解液電池。3. The gas generating member includes: a gas generating agent that generates the inert gas in the non-aqueous electrolyte; and a gas generating agent that stores the gas generating agent and generates the gas when the pressure release unit is opened. 3. A non-aqueous electrolyte battery according to claim 2, comprising a housing member for releasing the agent into the non-aqueous electrolyte.
で溶融する部材よりなる請求項３記載の非水電解液電
池。4. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 3, wherein the housing member is a member that melts at a boiling point of the non-aqueous electrolyte.
放される圧力で破壊される部材よりなる請求項３記載の
非水電解液電池。5. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 3, wherein the housing member is a member that is broken by a pressure at which the pressure release unit is released.
に形成された請求項３記載の非水電解液電池。6. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 3, wherein the pressure release means is formed on an upper surface of the battery container.
炭酸水素ナトリウム、炭酸マンガンより選ばれる少なく
とも一種である請求項６記載の非水電解液電池。7. The gas generating agent is potassium hydrogen carbonate,
7. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 6, which is at least one selected from sodium hydrogen carbonate and manganese carbonate.
に形成された請求項３記載の非水電解液電池。8. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 3, wherein the pressure release means is formed on a bottom surface of the battery container.
りなる請求項８記載の非水電解液電池。9. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 8, wherein the gas generating agent comprises sodium azide.
請求項１記載の非水電解液電池。10. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein said pressure release means comprises a release valve.
の非水電解液電池。11. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, which is a lithium secondary battery.
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