JP2002324526A - 電池用被覆構造物、方法、および異常加熱時の空気混入を防止可能な電池 - Google Patents
電池用被覆構造物、方法、および異常加熱時の空気混入を防止可能な電池Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来型の安全弁が設けられたリチウムイオン
電池では、内部圧力を開放させるために開弁した安全弁
から外気が流入し、加熱した電極体や電解液開弁が流入
した外気に含まれる酸素に触れて自己着火する場合があ
る。 【解決手段】 本発明の電池用被覆構造物は、電池を被
覆する構造物であって、開口部を有する複数の被覆物を
含み、複数の被覆体を電極物に重ねて覆ったときに、重
なり合う被覆体の開口部がずれていることを特徴とす
る。
電池では、内部圧力を開放させるために開弁した安全弁
から外気が流入し、加熱した電極体や電解液開弁が流入
した外気に含まれる酸素に触れて自己着火する場合があ
る。 【解決手段】 本発明の電池用被覆構造物は、電池を被
覆する構造物であって、開口部を有する複数の被覆物を
含み、複数の被覆体を電極物に重ねて覆ったときに、重
なり合う被覆体の開口部がずれていることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池用被覆構造
物、方法、および異常加熱時の空気混入を防止可能な電
池に関する。特に本発明は、リチウムイオン電池が異常
加熱した場合に、リチウムイオン電池が外気の酸素と接
触することにより、爆発的に燃焼等することを防止する
技術に関する。
物、方法、および異常加熱時の空気混入を防止可能な電
池に関する。特に本発明は、リチウムイオン電池が異常
加熱した場合に、リチウムイオン電池が外気の酸素と接
触することにより、爆発的に燃焼等することを防止する
技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウムイオン電池は、軽量、高エネル
ギー密度などの特徴を備え、携帯電話を始めとする電子
機器のみならず、電気自動車のエネルギー源として注目
されている。ただし、リチウムイオン電池は、過充電、
内部短絡などにより内部温度が上昇すると、電解液や活
物質からガスが発生し、内部圧力の上昇による破裂や発
火の恐れがある。このため、安全性の確保が実用化にお
いては、重要な課題となっている。特に、電気自動車に
使用される電池のように、電池が大型化するにつれて、
安全性の確保の重要度も増している。
ギー密度などの特徴を備え、携帯電話を始めとする電子
機器のみならず、電気自動車のエネルギー源として注目
されている。ただし、リチウムイオン電池は、過充電、
内部短絡などにより内部温度が上昇すると、電解液や活
物質からガスが発生し、内部圧力の上昇による破裂や発
火の恐れがある。このため、安全性の確保が実用化にお
いては、重要な課題となっている。特に、電気自動車に
使用される電池のように、電池が大型化するにつれて、
安全性の確保の重要度も増している。
【０００３】従来、異常発熱や過充電等により、内圧が
上昇した場合の安全対策として、内部圧力を開放させる
ための安全弁が設けられている。
上昇した場合の安全対策として、内部圧力を開放させる
ための安全弁が設けられている。
【０００４】たとえば、特開平１０−２９４０９７号公
報は、シール部にピール強度の弱い部分を設けたり、シ
ール部における封入袋の膨張変形によって大きな引き剥
がし応力が働く部分に穴を設けたりして破裂予定部とす
ることを開示する。
報は、シール部にピール強度の弱い部分を設けたり、シ
ール部における封入袋の膨張変形によって大きな引き剥
がし応力が働く部分に穴を設けたりして破裂予定部とす
ることを開示する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】リチウムイオン電池の
電極体や電解液が加熱した状態で、外気が流入すること
により、外気に含まれる酸素と電極体、または電解液と
が接触すると、電極体等が爆発的に燃焼、または発火す
る恐れがある。
電極体や電解液が加熱した状態で、外気が流入すること
により、外気に含まれる酸素と電極体、または電解液と
が接触すると、電極体等が爆発的に燃焼、または発火す
る恐れがある。
【０００６】しかし、従来の安全弁は、内部圧力を開放
させることを目的としており、電池内への外気の流入に
対する対策は取られていない。また、従来の安全弁は、
非復帰型で一度開弁すると開放状態が継続してしまう。
このため、電極体等と酸素の接触が起こりうる。
させることを目的としており、電池内への外気の流入に
対する対策は取られていない。また、従来の安全弁は、
非復帰型で一度開弁すると開放状態が継続してしまう。
このため、電極体等と酸素の接触が起こりうる。
【０００７】そこで本発明は、上記の課題を解決するこ
とのできる電池用被覆構造物、方法、および異常加熱時
の空気混入を防止可能な電池を提供することを目的とす
る。
とのできる電池用被覆構造物、方法、および異常加熱時
の空気混入を防止可能な電池を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、電池を被覆す
る構造物であって、開口部を有する複数の被覆物を含
み、複数の被覆体を電極物に重ねて覆ったときに、重な
り合う被覆体の開口部がずれていることを特徴とする。
る構造物であって、開口部を有する複数の被覆物を含
み、複数の被覆体を電極物に重ねて覆ったときに、重な
り合う被覆体の開口部がずれていることを特徴とする。
【０００９】本発明の電池用被覆構造物が有する被覆物
の少なくとも１つは、電池が発熱し、所定の温度になっ
た場合に熱収縮する。
の少なくとも１つは、電池が発熱し、所定の温度になっ
た場合に熱収縮する。
【００１０】本発明は、電池を被覆する方法であって、
電池内部で発生したガスを逃がすための開口部を有す
る、複数の被覆物を用いて、複数の被覆物を電池に重ね
て覆ったときに、重なり合う被覆物の開口部の位置がず
れるように覆うことを特徴とする。
電池内部で発生したガスを逃がすための開口部を有す
る、複数の被覆物を用いて、複数の被覆物を電池に重ね
て覆ったときに、重なり合う被覆物の開口部の位置がず
れるように覆うことを特徴とする。
【００１１】本発明の電池を被覆する方法に用いられる
被覆物の少なくとも１つは、電池が発熱し、所定の温度
になった場合に熱収縮する。
被覆物の少なくとも１つは、電池が発熱し、所定の温度
になった場合に熱収縮する。
【００１２】本発明の電池は、異常加熱時の空気混入を
防止することができる電池であって、熱収縮可能な被覆
物によって、２重に覆われ、各被覆物は、電池内部で発
生したガスを逃がすための開口部を有し、被覆物によっ
て覆われた状態で、各被覆物の開口部の位置がずれてい
ることを特徴とする。
防止することができる電池であって、熱収縮可能な被覆
物によって、２重に覆われ、各被覆物は、電池内部で発
生したガスを逃がすための開口部を有し、被覆物によっ
て覆われた状態で、各被覆物の開口部の位置がずれてい
ることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を通じて
本発明を説明する。
本発明を説明する。
【００１４】図１は、本発明のある実施形態に係る電池
１０の例を示す構成図である。本実施形態では、リチウ
ムイオン電池を例にして説明する。電池１０は、電池容
器２０に収められ、容器上蓋３０により密閉される。容
器上蓋３０には、正極用の外部端子４０、および負極用
の外部端子５０を備える。なお、容器上蓋３０は、安全
弁６０を備えてもよい。安全弁６０は、電池容器２０内
部の圧力が高まったときに開弁することにより、電池容
器２０の内部圧力を低下させることができる。電池１０
の最外部は、第２の袋２１０によって覆われている。第
２の袋は、開口部８２を有する。第２の袋２１０は端子
用穴９２ａ、９２ｂを有し、端子用穴９２ａ、９２ｂか
ら、それぞれ正極用端子１００、および負極用端子１１
０が飛び出している。
１０の例を示す構成図である。本実施形態では、リチウ
ムイオン電池を例にして説明する。電池１０は、電池容
器２０に収められ、容器上蓋３０により密閉される。容
器上蓋３０には、正極用の外部端子４０、および負極用
の外部端子５０を備える。なお、容器上蓋３０は、安全
弁６０を備えてもよい。安全弁６０は、電池容器２０内
部の圧力が高まったときに開弁することにより、電池容
器２０の内部圧力を低下させることができる。電池１０
の最外部は、第２の袋２１０によって覆われている。第
２の袋は、開口部８２を有する。第２の袋２１０は端子
用穴９２ａ、９２ｂを有し、端子用穴９２ａ、９２ｂか
ら、それぞれ正極用端子１００、および負極用端子１１
０が飛び出している。
【００１５】図２は、電池１０の断面図である。図２左
は、電池１０のＡ−Ａ’方向の断面図である。また、図
２右は、電池１０のＢ−Ｂ’方向の断面図である。ま
ず、電池１０の基本構造について説明する。電池１０
は、正極体１３０、負極体１４０、正極体１３０と負極
体１４０を隔てるセパレータ１５０、および電解液１６
０（以下では、これらをまとめて電極体等と呼ぶ）を含
む。正極体１３０、負極体１４０、およびセパレータ１
５０は層状であり、幾重にも重ねることができる。電池
１０の具体例としては、たとえば、正極体１３０として
コバルト酸リチウム、負極体１４０としては黒鉛化炭素
材料、電解液１６０としてリチウム塩を溶解させた有機
溶媒、セパレータ１５０としてポリエチレン、ポリプロ
ピレン、などのオレフィン系の樹脂を用いる。
は、電池１０のＡ−Ａ’方向の断面図である。また、図
２右は、電池１０のＢ−Ｂ’方向の断面図である。ま
ず、電池１０の基本構造について説明する。電池１０
は、正極体１３０、負極体１４０、正極体１３０と負極
体１４０を隔てるセパレータ１５０、および電解液１６
０（以下では、これらをまとめて電極体等と呼ぶ）を含
む。正極体１３０、負極体１４０、およびセパレータ１
５０は層状であり、幾重にも重ねることができる。電池
１０の具体例としては、たとえば、正極体１３０として
コバルト酸リチウム、負極体１４０としては黒鉛化炭素
材料、電解液１６０としてリチウム塩を溶解させた有機
溶媒、セパレータ１５０としてポリエチレン、ポリプロ
ピレン、などのオレフィン系の樹脂を用いる。
【００１６】電池１０は、アルミ箔１２０をさらに含
み、電極体がアルミ箔１２０により密閉されている。以
下では、電極体等とアルミ箔１２０とを合わせたものを
電池本体とよぶ。正極用端子１００、負極用端子１１０
は、それぞれ、正極体１３０、負極体１４０と接続され
ており、発生した電気が電池１０外部に取り出される。
み、電極体がアルミ箔１２０により密閉されている。以
下では、電極体等とアルミ箔１２０とを合わせたものを
電池本体とよぶ。正極用端子１００、負極用端子１１０
は、それぞれ、正極体１３０、負極体１４０と接続され
ており、発生した電気が電池１０外部に取り出される。
【００１７】電池本体は、第１の袋２００で覆われ、さ
らに、第１の袋２００は、第２の袋２１０で覆われてい
る。第１の袋２００は、第１の開口部２２０を有し、第
２の袋２１０は、第２の開口部２３０を有する。第１の
開口部２２０と第２の開口部２３０の位置がずれるよう
に構成されており、電池本体内の空気と、第２の袋２１
０の外の空気との遮断性を向上させている。第１の開口
部２２０と第２の開口部２３０の位置は、望ましくは、
両者の距離が最も遠くなる位置にあるとよい。第１の開
口部２２０と第２の開口部２３０の好ましい位置の例
は、電池１０上部と下部、電池１０左側面と右側面など
である。
らに、第１の袋２００は、第２の袋２１０で覆われてい
る。第１の袋２００は、第１の開口部２２０を有し、第
２の袋２１０は、第２の開口部２３０を有する。第１の
開口部２２０と第２の開口部２３０の位置がずれるよう
に構成されており、電池本体内の空気と、第２の袋２１
０の外の空気との遮断性を向上させている。第１の開口
部２２０と第２の開口部２３０の位置は、望ましくは、
両者の距離が最も遠くなる位置にあるとよい。第１の開
口部２２０と第２の開口部２３０の好ましい位置の例
は、電池１０上部と下部、電池１０左側面と右側面など
である。
【００１８】[袋材質]第１の袋２００、および第２の袋
２１０は、熱収縮をする材料により構成される。材料の
例としては、ＰＶＣ（ポリビニルクロライト）、ＰＥ
（ポリエチレン）、およびナイロンの混合物が好適であ
る。なお、袋は、電池１０の加熱状態に耐えられるよう
に、耐熱性であることが望ましい。
２１０は、熱収縮をする材料により構成される。材料の
例としては、ＰＶＣ（ポリビニルクロライト）、ＰＥ
（ポリエチレン）、およびナイロンの混合物が好適であ
る。なお、袋は、電池１０の加熱状態に耐えられるよう
に、耐熱性であることが望ましい。
【００１９】[袋形状]図３は、第１の袋２００を展開し
たときの形状を示す図である。第１の袋２００は、第１
の開口部８０、および第１の端子用穴９０ａ、９０ｂを
有する。第１の袋２００は、第１の圧着領域９４を圧着
することにより、図３下のように、袋状にすることがで
きる。
たときの形状を示す図である。第１の袋２００は、第１
の開口部８０、および第１の端子用穴９０ａ、９０ｂを
有する。第１の袋２００は、第１の圧着領域９４を圧着
することにより、図３下のように、袋状にすることがで
きる。
【００２０】図４は、第２の袋２１０を展開したときの
形状を示す図である。第２の袋２１０は、第２の開口部
８２、および第２の端子用穴９２ａ、９２ｂを有する。
第２の袋２１０は、第２の圧着領域９６を圧着すること
により、図４下のように、袋状にすることができる。
形状を示す図である。第２の袋２１０は、第２の開口部
８２、および第２の端子用穴９２ａ、９２ｂを有する。
第２の袋２１０は、第２の圧着領域９６を圧着すること
により、図４下のように、袋状にすることができる。
【００２１】なお、第１の端子用穴９０ａ、および第２
の端子用穴９２ａは、正極用端子１００が貫通した状態
で、隙間がないように構成される。同様に、第１の端子
用穴９０ｂ、および第２の端子用穴９２ｂは、負極用端
子１１０が貫通した状態で、隙間がないように構成され
る。
の端子用穴９２ａは、正極用端子１００が貫通した状態
で、隙間がないように構成される。同様に、第１の端子
用穴９０ｂ、および第２の端子用穴９２ｂは、負極用端
子１１０が貫通した状態で、隙間がないように構成され
る。
【００２２】[電池加熱時の説明]本実施形態の電池１０
は、過充電、加熱等の異常状態で異常加熱した電極体等
が発生ガスを噴出後、吸引した酸素で自己着火しないよ
うに、電池本体を覆った第１の袋２００、および第２の
袋２１０が収縮して電極体に密着して酸素を遮断する。
は、過充電、加熱等の異常状態で異常加熱した電極体等
が発生ガスを噴出後、吸引した酸素で自己着火しないよ
うに、電池本体を覆った第１の袋２００、および第２の
袋２１０が収縮して電極体に密着して酸素を遮断する。
【００２３】図５左は、電極体等から発生したガスの流
出経路を示す。また図５右は、電池１０の加熱によって
第１の袋２００、第２の袋２１０が電池１０に密着した
様子を示す。
出経路を示す。また図５右は、電池１０の加熱によって
第１の袋２００、第２の袋２１０が電池１０に密着した
様子を示す。
【００２４】内部温度が上昇することにより、電極体等
からガスが発生する。発生したガスの圧力が、アルミ箔
１２０の強度を超えると、アルミ箔１２０は破損し、ガ
スが電池本体から噴出する。噴出したガスは、第１の袋
２００の開口部８０を通った後、第１の袋２００と第２
の袋２１０との間を通り、さらに第２の袋の開口部８２
を通って、袋の外に流出する（図５左）。このように、
袋から発生ガスが抜かれることにより、袋の内部圧力が
低下する。
からガスが発生する。発生したガスの圧力が、アルミ箔
１２０の強度を超えると、アルミ箔１２０は破損し、ガ
スが電池本体から噴出する。噴出したガスは、第１の袋
２００の開口部８０を通った後、第１の袋２００と第２
の袋２１０との間を通り、さらに第２の袋の開口部８２
を通って、袋の外に流出する（図５左）。このように、
袋から発生ガスが抜かれることにより、袋の内部圧力が
低下する。
【００２５】一方、電池１０が加熱し、所定の温度以上
になると、第１の袋２００、および第２の袋２１０は熱
収縮する。熱収縮により、第１の袋２００は、電池本体
に密着し、さらに、第２の袋２１０は、第１の袋２００
に密着する（図５右）。これにより、外部から酸素を含
んだ外気が電池内部へ流入することが避けられ、加熱し
た電極体等と酸素が接触することによる、爆発的な燃焼
等が未然に防止される。
になると、第１の袋２００、および第２の袋２１０は熱
収縮する。熱収縮により、第１の袋２００は、電池本体
に密着し、さらに、第２の袋２１０は、第１の袋２００
に密着する（図５右）。これにより、外部から酸素を含
んだ外気が電池内部へ流入することが避けられ、加熱し
た電極体等と酸素が接触することによる、爆発的な燃焼
等が未然に防止される。
【００２６】
【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
よれば電池に酸素が吸引されることを防止し、爆発的な
燃焼等の異常事態を防止することができる。
よれば電池に酸素が吸引されることを防止し、爆発的な
燃焼等の異常事態を防止することができる。
【図１】 本発明のある実施形態に係る電池１０の例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】 電池１０の断面図である。
【図３】 第１の袋２００を展開したときの形状を示す
図である。
図である。
【図４】 第２の袋２１０を展開したときの形状を示す
図である。
図である。
【図５】 電池１０加熱時の発生ガスの流出経路、およ
び第１の袋２００、および第２の袋２１０の密着の様子
を示す図である。
び第１の袋２００、および第２の袋２１０の密着の様子
を示す図である。
１０ 電池、２０ 電池容器、３０ 容器上蓋、４０
外部端子、５０ 外部端子、６０ 安全弁、８０ 第１
の開口部、８２ 第２の開口部、９０ａ 第１の端子用
穴、９４ 第１の圧着領域、９６ 第２の圧着領域、１
２０ アルミ箔、１３０ 正極体、１４０ 負極体、１
５０ セパレータ、１６０ 電解液、２００ 第１の
袋、２１０ 第２の袋、２２０ 第１の開口部、２３０
第２の開口部。
外部端子、５０ 外部端子、６０ 安全弁、８０ 第１
の開口部、８２ 第２の開口部、９０ａ 第１の端子用
穴、９４ 第１の圧着領域、９６ 第２の圧着領域、１
２０ アルミ箔、１３０ 正極体、１４０ 負極体、１
５０ セパレータ、１６０ 電解液、２００ 第１の
袋、２１０ 第２の袋、２２０ 第１の開口部、２３０
第２の開口部。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H011 AA13 CC02 CC10 DD11 DD23 KK00 5H012 AA03 BB01 CC01 DD06 DD17 EE01 EE09 FF08 GG01 JJ06 5H029 AJ12 AK03 AL07 AM02 AM07 BJ04 CJ01 DJ02 DJ14 EJ12 HJ12
Claims (5)
- 【請求項１】 電池を被覆する構造物であって、 開口部を有する複数の被覆物を含み、 複数の被覆体を電極物に重ねて覆ったときに、重なり合
う被覆体の開口部がずれていることを特徴とする電池用
被覆構造物。 - 【請求項２】 前記被覆物の少なくとも１つは、電池が
発熱し、所定の温度になった場合に熱収縮することを特
徴とする請求項１に記載の電池用被覆構造物。 - 【請求項３】 電池を被覆する方法であって、 電池内部で発生したガスを逃がすための開口部を有す
る、複数の被覆物を用いて、 複数の被覆物を電池に重ねて覆ったときに、重なり合う
被覆物の開口部の位置がずれるように覆うことを特徴と
する電池用被覆方法。 - 【請求項４】 前記被覆物の少なくとも１つは、電池が
発熱し、所定の温度になった場合に熱収縮することを特
徴とする請求項３に記載の電池用被覆方法。 - 【請求項５】 異常加熱時の空気混入を防止することが
できる電池であって、 熱収縮可能な被覆物によって、２重に覆われ、 各被覆物は、電池内部で発生したガスを逃がすための開
口部を有し、 被覆物によって覆われた状態で、各被覆物の開口部の位
置がずれていることを特徴とする電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001126217A JP2002324526A (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 電池用被覆構造物、方法、および異常加熱時の空気混入を防止可能な電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001126217A JP2002324526A (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 電池用被覆構造物、方法、および異常加熱時の空気混入を防止可能な電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002324526A true JP2002324526A (ja) | 2002-11-08 |
Family
ID=18975289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001126217A Pending JP2002324526A (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 電池用被覆構造物、方法、および異常加熱時の空気混入を防止可能な電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002324526A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008091583A (ja) * | 2006-09-30 | 2008-04-17 | Nippon Chemicon Corp | ラミネートフィルム封止形コンデンサ |
| US8062780B2 (en) | 2005-03-17 | 2011-11-22 | Nec Corporation | Film-covered electric device and method of manufacturing same |
| US8283061B2 (en) | 2004-08-11 | 2012-10-09 | Nec Corporation | Film-encased electric device and production method therefor |
-
2001
- 2001-04-24 JP JP2001126217A patent/JP2002324526A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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