JP2003217528A

JP2003217528A - 電池

Info

Publication number: JP2003217528A
Application number: JP2002019091A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Suzuki; 賢一鈴木; Norishige Yamaguchi; 典重山口; Yoshinori Atsumi; 吉則厚美; Kazuhiro Iwasa; 和弘岩佐
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2003-07-31

Abstract

(57)【要約】安全性をより向上させることができる電池を提供する。【課題】電池缶１００の内部に、円板状の正極２１０
と円板状の負極２２０とがセパレータ２３０を介して積
層されてなる発電要素２００を有している。電池缶１０
０には所定の内部圧力により開裂する薄肉部１１１が局
所的に設けられている。これにより、内部圧力が上昇し
て所定の値に達した際に、薄肉部１１１が開裂すること
により、内部圧力が開放されるため、電池の破裂が防止
される。【解決手段】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池缶に発電要素
が収容されてなる電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子手帳等のポータブル電子機器
が広く普及し、それらの小型化および軽量化が強く求め
られている。それに伴い、そのポータブル電源として、
小型で軽量なコイン型電池の需要が高まっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コイン
型電池では、例えば過充電状態おいて、電池温度が上昇
し、電解質の分解などによるガスの発生で内部圧力が上
昇した際、破裂に至る虞があるという問題があった。コ
イン型電池は電子機器の中に固定して使用されるため、
破裂に至ると、破裂時の破片が飛散してしまい、その結
果、電子機器が破損してしまう。なお、破損の程度を可
能な限り抑えるべく、内部圧力が比較的低い状態で破裂
させ、破裂時の衝撃を低減することが提案されている
が、電子機器を破損するなど周囲に危害を加えることの
ないように、安全性をより向上させることが好ましい。

【０００４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、安全性をより向上させることができ
る電池を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による電池は、電
池缶に発電要素が収容されてなるものであって、電池缶
に、所定の内部圧力により開裂する薄肉部が局所的に設
けられているものである。

【０００６】本発明による電池では、電池缶に、所定の
内部圧力により開裂する薄肉部が局所的に設けられてい
るので、高い安全性が確保される。具体的には、例えば
内部圧力が上昇して所定の値に達した際に、薄肉部が開
裂することにより、内部圧力が開放されるため、電池の
破裂が防止される。よって、電子機器の故障により高い
電圧が加えられたり、または大電流で強制的に充電ある
いは放電されたり、または高温雰囲気中で保存された
り、または急激に高温状態に曝されても、電子機器を破
損するなど、周囲に重大な危害を加えることがない。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。

【０００８】図１は、本発明の一実施の形態に係る二次
電池の断面構造を表すものである。この二次電池は、い
わゆるコイン型と言われるものであり、電池缶１００の
内部に、円板状の正極２１０と円板状の負極２２０と
が、電解質が含浸されたセパレータ２３０を介して積層
されてなる発電要素２００を有している。電池缶１００
は、正極２１０を収容するための正極缶１１０と、負極
２２０を収容するための負極缶１２０とを含んで構成さ
れている。正極缶１１０は正極２１０の集電体として、
負極缶１２０は負極２２０の集電体としてそれぞれ機能
するものであり、それらの周縁部は例えばポリプロピレ
ン（ＰＰ）あるいはポリエチレン（ＰＥ）などのプラス
チックよりなる絶縁性のガスケット３００を介してかし
めることにより密閉されている。

【０００９】図２は図１に示した正極缶１１０の要部を
拡大して表すものであり、図３は図１に示した二次電池
を底面から見たものである。正極缶１１０のほぼ中央部
には、薄肉部１１１が局所的に設けられている。この薄
肉部１１１は、例えば、正極缶１１０に溝部１１２が設
けられることにより構成されており、直線状の主部１１
１ａと、この主部１１１ａの端点から分岐した４つの直
線状の分岐部１１１ｂとを含んで構成されている。この
薄肉部１１１は、例えば、内部圧力が上昇して所定の値
に達した際に開裂することにより、内部圧力を開放し、
電池の破裂を防止する安全弁としての機能を果たすもの
である。よって、この二次電池では、例えば、電子機器
が故障して高い電圧が加えられたり、または大電流で強
制的に充電あるいは放電されたり、または高温雰囲気中
で保存されたり、または急激に高温状態に曝されても、
電子機器を破損するなど、周囲に重大な危害を加えずに
安全性を確保することができるようになっている。

【００１０】主部１１１ａと分岐部１１１ｂとがなす角
度αは、例えば１３５°である。但し、角度αはこの値
に限定されるものでなく、薄肉部１１１が開裂したとき
に内部圧力が即時に開放されるような値とされていれば
よい。なお、角度αが９０°である場合、薄肉部１１１
は、例えば、図４に示したようにＨ字形状となる。

【００１１】このような薄肉部１１１が設けられた正極
缶１１０は、例えば、フェライト系のステンレス鋼によ
り構成されることが好ましい。溝部１１２は例えば刻印
により形成されるが、フェライト系のステンレス鋼は、
熱処理により硬化することが殆どないので、溝部１１２
を形成した後に、薄肉部１１１に焼きなましなどの熱処
理を施さなくても、安定した作動圧力および開放圧力を
確保できる程度に薄肉部１１１の柔軟性または延性を保
持できるからである。なお、作動圧力とは、薄肉部１１
１を開裂させるのに必要な内部圧力をいい、また開放圧
力とは薄肉部１１１の開裂時に外部に開放される圧力を
いう。

【００１２】正極缶１１０は、また、フェライト系のス
テンレス鋼以外にも、例えば、オーステナイト系のステ
ンレス鋼により構成されていてもよい。

【００１３】正極缶１１０がオーステナイト系またはフ
ェライト系のステンレス鋼により構成される場合、薄肉
部１１１の厚みＴ１は、０．０４ｍｍ以上０．０８ｍｍ
以下の範囲内であることが好ましい。作動圧力および開
放圧力を適切な値に設定でき、それにより、充放電性能
を損なうことなく、安全性を確保できるからである。な
お、正極缶１１０のうち、薄肉部１１１が設けられてい
ない部分の厚みＴ２は例えば０．２ｍｍである。

【００１４】溝部１１２は、例えば、深さ方向に狭まる
ような構成をなしている。この溝部１１２の開口部分の
幅Ｃは、薄肉部１１１が開裂したときに、内部圧力が即
時に開放されることが可能な限り、適宜設定可能であ
る。このような溝部１１２は、例えば、電池缶１００の
外側に形成されている。正極缶１１０と正極２１０との
接触面積を溝部１１２がない電池缶と同等にし、安定し
た電気特性を得るためである。

【００１５】負極缶１２０は、例えば、厚みが０．２ｍ
ｍであり、正極缶１１０と同様のステンレス鋼により構
成されている。

【００１６】正極２１０は、例えば、リチウムを吸蔵お
よび離脱することが可能な正極材料を含み、必要に応じ
てグラファイト，カーボンブラック，アセチレンブラッ
クあるいは炭素繊維などの導電材と、ポリフッ化ビニリ
デン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、スチレ
ンブタジエンゴム（ＳＢＲ）あるいはポリフッ化ビニリ
デンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体などの結
着剤と共に構成されている。

【００１７】リチウムを吸蔵および離脱することが可能
な正極材料としては、例えば、金属酸化物，金属硫化物
あるいは特定の高分子材料などが好ましく、電池の使用
目的に応じてそれらのいずれか１種または２種以上が選
択される。中でも、エネルギー密度を高くするにはＬｉ
_xＭＩＯ₂を主体とするリチウム複合酸化物が好まし
い。この組成式において、ＭＩは１種類以上の遷移金属
元素、特にコバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ）および
マンガン（Ｍｎ）のうちの少なくとも１種が好ましい。
ｘの値は電池の充放電状態によって異なり、通常、０．
０５≦ｘ≦１．１２である。このようなリチウム複合酸
化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ₂あるいはＬｉ_yＭ
II_zＭｎ_2-zＯ₄（但し、ＭIIはマンガン以外の１種以
上の遷移金属元素を表し、０＜ｙ＜２、０≦ｚ＜１であ
る。）などが挙げられる。

【００１８】負極２２０は、例えば、リチウムを吸蔵お
よび離脱することが可能な負極材料と、必要に応じて正
極２１０と同様の結着剤とを含んで構成されている。リ
チウムを吸蔵および離脱することが可能な負極材料とし
ては、炭素材料，金属酸化物あるいは高分子材料などが
挙げられる。このうち、炭素材料としては、例えば、人
造黒鉛，天然黒鉛，易黒鉛化性炭素あるいは難黒鉛化性
炭素が挙げられる。また、金属酸化物としては酸化鉄，
酸化ルテニウム，酸化モリブデン，酸化タングステンあ
るいは酸化スズなどが挙げられ、高分子材料としてはポ
リアセチレンあるいはポリピロールなどが挙げられる。

【００１９】負極材料としては、また、リチウムと合金
を形成可能な金属元素あるいは半金属元素の単体，合金
または化合物が挙げられる。なお、合金には２種以上の
金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と
１種以上の半金属元素とからなるものも含める。その組
織には固溶体，共晶（共融混合物），金属間化合物ある
いはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。

【００２０】リチウムと合金を形成可能な金属元素ある
いは半金属元素としては、例えば、マグネシウム（Ｍ
ｇ），ホウ素（Ｂ），ヒ素（Ａｓ），アルミニウム（Ａ
ｌ），ガリウム（Ｇａ），インジウム（Ｉｎ），ケイ素
（Ｓｉ），ゲルマニウム（Ｇｅ），スズ（Ｓｎ），鉛
（Ｐｂ），アンチモン（Ｓｂ），ビスマス（Ｂｉ），カ
ドミウム（Ｃｄ），銀（Ａｇ），亜鉛（Ｚｎ），ハフニ
ウム（Ｈｆ），ジルコニウム（Ｚｒ），イットリウム
（Ｙ），パラジウム（Ｐｄ）および白金（Ｐｔ）が挙げ
られる。これらの合金あるいは化合物としては、例え
ば、化学式Ｍａ_sＭｂ_tＬｉ_u、あるいは化学式Ｍａ_p
Ｍｃ_qＭｄ_rで表されるものが挙げられる。これら化学
式において、Ｍａはリチウムと合金を形成可能な金属元
素および半金属元素のうちの少なくとも１種を表し、Ｍ
ｂはリチウムおよびＭａ以外の金属元素および半金属元
素のうちの少なくとも１種を表し、Ｍｃは非金属元素の
少なくとも１種を表し、ＭｄはＭａ以外の金属元素およ
び半金属元素のうちの少なくとも１種を表す。また、
ｓ、ｔ、ｕ、ｐ、ｑおよびｒの値はそれぞれｓ＞０、ｔ
≧０、ｕ≧０、ｐ＞０、ｑ＞０、ｒ≧０である。

【００２１】中でも、４Ｂ族の金属元素あるいは半金属
元素の単体、合金または化合物が好ましく、特に好まし
いのはケイ素あるいはスズ、またはこれらの合金あるい
は化合物である。これらは結晶質のものでもアモルファ
スのものでもよい。

【００２２】このような合金あるいは化合物について具
体的に例を挙げれば、ＬｉＡｌ，ＡｌＳｂ，ＣｕＭｇＳ
ｂ，ＳｉＢ₄，ＳｉＢ₆，Ｍｇ₂Ｓｉ，Ｍｇ₂Ｓｎ，Ｎ
ｉ₂Ｓｉ，ＴｉＳｉ₂，ＭｏＳｉ₂，ＣｏＳｉ₂，Ｎｉ
Ｓｉ₂，ＣａＳｉ₂，ＣｒＳｉ₂，Ｃｕ₅Ｓｉ，ＦｅＳ
ｉ₂，ＭｎＳｉ₂，ＮｂＳｉ₂，ＴａＳｉ₂，ＶＳ
ｉ ₂，ＷＳｉ₂，ＺｎＳｉ₂，ＳｉＣ，Ｓｉ₃Ｎ₄，Ｓ
ｉ₂Ｎ₂Ｏ，ＳｉＯ_v（０＜ｖ≦２），ＳｎＯ_w（０＜
ｗ≦２），ＳｎＳｉＯ₃，ＬｉＳｉＯあるいはＬｉＳｎ
Ｏなどがある。

【００２３】セパレータ２３０は、正極２１０と負極２
２０とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止し
つつ、リチウムイオンを通過させるものである。このセ
パレータ２３０は、例えば、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリプロピレン、あるいはポリエチレンなどよりな
る合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の不織布
などの無機材料よりなる多孔質膜により構成されてお
り、２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていても
良い。

【００２４】セパレータ２３０には、前述したように液
状の電解質が含浸されている。この電解質は、例えば、
溶媒と、電解質塩であるリチウム塩とを含んで構成され
ている。溶媒は、電解質塩を溶解し解離させるものであ
る。溶媒としては、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピ
レン、炭酸ブチレン、ビニレンカーボネート若しくはこ
れら化合物の水素をハロゲンやハロゲン化アクリル基で
置換した環状炭酸エステル化合物などの環状の炭素エス
テル化合物、または、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチ
ル、炭酸ジエチル、炭酸プロピルメチル、炭酸エチルプ
ロピル、炭酸ジプロピル若しくはこれら化合物の水素を
ハロゲンで置換したものなどの鎖状炭酸エステル化合
物、または、酢酸メチル、ギ酸メチル若しくはプロピオ
ン酸メチルなどのエステル化合物、またはジメトキシエ
タン、テトラヒドロフラン若しくは１，３−ジオキサン
などのエーテル化合物が挙げられる。

【００２５】リチウム塩としては、例えば、ＬｉＢ
Ｆ₄，ＬｉＰＦ₆，ＬｉＡｓＦ₆，ＬｉＳｂＦ₆，Ｌｉ
ＣＦ₃ＳＯ₃，ＬｉＣＨ₃ＳＯ₃，ＬｉＣｌＯ₄あるい
はＬｉＮ（Ｃ_nＦ_2n+1ＳＯ₂）₂（ｎは１以上の整数で
ある。）が挙げられる。

【００２６】この二次電池は例えば次のようにして製造
することができる。

【００２７】まず、例えば、リチウムを吸蔵および離脱
することが可能な正極材料と導電材と結着剤とを混合し
て正極合剤を調整したのち、この正極合剤を圧縮成型し
て円板状とすることにより正極２１０を作製する。な
お、正極材料，導電材および結着剤に加えて、Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドンなどの溶剤を添加して混合すること
により正極合剤を調整し、この正極合剤を乾燥させたの
ち圧縮成型するようにしてもよい。

【００２８】次いで、例えば、リチウムを吸蔵および離
脱することが可能な負極材料と結着剤とを混合して負極
合剤を調整したのち、この負極合剤を圧縮成型して円板
状とすることにより負極２２０を作製する。なお、負極
材料および結着剤に加えて、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ンなどの溶剤を添加して混合することにより負極合剤を
調整し、この負極合剤を乾燥させたのち圧縮成型するよ
うにしてもよい。

【００２９】続いて、例えば、先端部に平坦部を有する
ポンチを用いた刻印により、正極缶１１０に溝部１１２
を形成する。これにより、正極缶１１０に薄肉部１１１
が設けられる。なお、その際、例えば３０°以上７０°
以下のテーパを有するポンチを用いれば、正極缶１１０
に高硬度なステンレス鋼を用いた場合でも、比較的低い
加工荷重で、薄肉部１１１の厚みＴ１を所望の値にする
ことができる。すなわち、目的とする厚みＴ１を有する
薄肉部１１１を備えた正極缶１１０を安定的に量産する
ことができる。このようにテーパを有するポンチを用い
た場合、薄肉部１１１の形状は、深さ方向に狭まるよう
な構成になる。

【００３０】次いで、例えば、正極２１０、電解質が含
浸されたセパレータ２３０および負極２２０を積層し
て、負極缶１２０と薄肉部１１１が設けられた正極缶１
１０との中に入れ、ガスケット３００を介してそれらを
かしめる。以上の工程により、図１〜図３に示した二次
電池が完成する。

【００３１】この二次電池は次のように作用する。

【００３２】この二次電池では、充電を行うと、正極２
１０からリチウムイオンが離脱し、電解質を介して負極
２２０に吸蔵される。放電を行うと、例えば、負極２２
０からリチウムイオンが離脱し、電解質を介して正極２
１０に吸蔵される。

【００３３】このように本実施の形態によれば、正極缶
１１０に、所定の内部圧力により開裂する薄肉部１１１
を局所的に設けるようにしたので、安全性をより向上さ
せることができる。具体的には、例えば内部圧力が上昇
し、所定の内部圧力に達した際に、薄肉部１１１が開裂
することにより、内部圧力が開放されるため、電池の破
裂が防止される。よって、電子機器が故障して高い電圧
が加えられたり、または大電流で強制的に充電あるいは
放電されたり、または高温雰囲気中で保存されたり、ま
たは急激に高温状態に曝されても、電子機器を破損する
など、周囲に重大な危害を加えずに安全性を確保するこ
とができる。従って、コイン型電池を主電源とした電子
機器を実用化することができ、それにより、電子機器の
一層の小型化を実現することができる。

【００３４】特に、正極缶１１０を、例えば、フェライ
ト系のステンレス鋼により構成するようにすれば、刻印
により正極缶１１０に溝部１１２を形成した後に、薄肉
部１１２に熱処理を施さなくても、安定した作動圧力お
よび開放圧力を確保することができる。また、このと
き、薄肉部１１１の厚みＴ１を、０．０４ｍｍ以上０．
０８ｍｍ以下の範囲内とすれば、作動圧力および開放圧
力を適切な値に設定できるので、充放電性能を損なうこ
となく、安全性を確保することができる。

【００３５】

【実施例】更に、本発明の具体的な実施例について説明
する。

【００３６】まず、酸化コバルトと炭酸リチウムとを、
酸化コバルト：炭酸リチウム＝１：０．５の配合比（モ
ル比）で混合し、空気中において９００℃で５時間焼成
して、正極材料であるリチウム・コバルト複合酸化物
（ＬｉＣｏＯ₂）を得た。次いで、このリチウム・コバ
ルト複合酸化物９１質量部を、導電剤である粉末状のグ
ラファイト６質量部と、結着剤である粉末状のポリテト
ラフルオロエチレン３質量部とを均質になるように混合
して正極合剤を調製した。続いて、この正極合剤３００
ｍｇを充填したのち、加圧成型することにより、外径１
２．０ｍｍ、高さ０．７ｍｍの正極２１０を作製した。

【００３７】また、特開平９−３０６４９２号公報で示
されているようなメソフェーズカーボンを原料として用
い、転焼温度の異なる２種類の炭素材料を作製した。次
いで、得られた２種類の炭素材料を混合、造粒し、成型
したのち、不活性ガス中または真空中で処理して、外径
１３．０ｍｍ、高さ０．７ｍｍ、質量２００ｍｇの焼結
体を作製し、これを負極２２０とした。

【００３８】次いで、作製した正極２１０および負極２
２０を用いて、上記実施の形態と同様の構成を有する二
次電池を作製した。その際、薄肉部１１１の厚みＴ１お
よび正極缶１１０の構成材料を表１に示したように変化
させた（実施例１〜６）。また、正極缶１１０のうち薄
肉部１１１が設けられていない部分の厚みＴ２０．２ｍ
ｍとした。薄肉部１１１は、正極缶１１０のほぼ中央部
に６０℃で刻印により形成した。

【００３９】

【表１】

【００４０】得られた実施例１〜６の二次電池につい
て、過充電試験，強制放電試験および耐熱試験を行い、
電池破裂率を調べた。過充電試験時の充電電圧は３０Ｖ
とし、強制放電試験時の放電電圧は−３０Ｖとした。ま
た、耐熱試験には、２４０℃〜３００℃の半田ディップ
槽を用いた。電池破裂率としては、試験数に対する破裂
数の百分率を求めた。得られた結果を図５に示す。ま
た、実施例１〜６の二次電池について、作動圧力を調べ
た。得られた結果を図６に示す。

【００４１】本実施例に対する比較例として、薄肉部１
１１を設けないことを除き、実施例１と同様にして二次
電池を作製した。比較例の二次電池についても、本実施
例と同様にして、過充電試験，強制放電試験および耐熱
試験を行い、電池破裂率を調べた。図５にこの結果も合
わせて示す。

【００４２】図５から分かるように、薄肉部１１１を有
する本実施例によれば、過充電試験，強制放電試験およ
び耐熱試験による電池破裂率ついて、比較例と同等かそ
れよりも低い値が得られた。特にフェライト系のステン
レス鋼を用いた実施例１，２では、いずれの試験におい
ても全く破裂が見られなかった。すなわち、正極缶１１
０に薄肉部１１１を設ければ、破裂が生じる可能性が低
減することにより、安全性を向上させることができ、特
に正極缶１１０をフェライト系のステンレス鋼により構
成すれば、より高い効果を得られることが分かった。

【００４３】また、図６から分かるように、薄肉部１１
１の厚みＴ１を０．０４ｍｍ以上０．０８ｍｍ以下の範
囲内とすれば、２０ｋｇｆ／ｃｍ²（１９６１ｋＰａ）
〜５０ｋｇｆ／ｃｍ²（４９０３ｋＰａ）の作動圧力、
すなわち、充放電性能を損なうことなく、安全性の確保
が可能な作動圧力を得ることができ、好ましいことが分
かった。

【００４４】以上、実施の形態および実施例を挙げて本
発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施
例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例
えば、上記実施の形態および実施例では、薄肉部１１１
の形状について具体的な例を挙げて説明したが、内部圧
力に応じて開裂することにより内部圧力を開放すること
が可能な限り、他の形状としてもよい。他の形状として
は、例えば、主部１１１ａを直線状ではなく曲線状とし
たものでもよく、図７に示したように分岐部１１１ｂを
直線状ではなく曲線状としたものでもよい。また、図８
に示したようにＶ字形状、または図９に示したようにＣ
字形状としてもよい。図７に示した形状とする場合、主
部１１１ａ、および主部１１１ａの端点と分岐部１１１
ｂの端点とを結ぶ線からなる角度βは、上記実施の形態
で説明した角度αと同様、薄肉部１１１が開裂したとき
に、内部圧力が即時に開放されるような値とされている
ことが好ましい。

【００４５】また、上記実施の形態および実施例では、
薄肉部１１１を１つ設けるようにしたが、２つ以上設け
てもよい。

【００４６】更に、上記実施の形態および実施例では、
薄肉部１１１を正極缶１１０に設けるようにしたが、負
極缶１２０に設けるようにしてもよく、正極缶１１０お
よび負極缶１２０の両方に設けるようにしてもよい。

【００４７】加えて、上記実施の形態および実施例で
は、溝部１１２を電池缶１００の外側に設けるようにし
たが、電池缶の内側に設けるようにしてもよく、外側お
よび内側の両方に設けるようにしてもよい。

【００４８】更にまた、上記実施の形態および実施例で
は、溶媒に液状の電解質を用いる場合について説明した
が、液状の電解質に代えて、他の電解質を用いるように
してもよい。他の電解質としては、例えば、液状の電解
質を高分子化合物に保持させたゲル状の電解質、イオン
伝導性を有する固体電解質、固体電解質と液状の電解質
とを混合したもの、あるいは固体電解質とゲル状の電解
質とを混合したものが挙げられる。但し、ゲル状の電解
質を用いる場合、液状の電解質に対する電解質塩の濃度
は例えば０．５ｍｏｌ／ｄｍ³〜２．０ｍｏｌ／ｄｍ³
とする。

【００４９】なお、ゲル状の電解質にはポリオレフィン
類，ポリエステル類，ポリエーテル類，ポリアミド類，
ポリウレタン類，アルキド樹脂化合物あるいは有機ポリ
シリコン類などの高分子化合物を用いることができる。

【００５０】固体電解質には、例えば、イオン伝導性を
有する高分子化合物に電解質塩を分散させた有機固体電
解質、またはイオン伝導性ガラスあるいはイオン性結晶
などよりなる無機固体電解質を用いることができる。こ
のとき、高分子化合物としては、例えば、ポリエチレン
オキサイドあるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋
体などのエーテル系高分子化合物、ポリメタクリレート
などのエステル系高分子化合物、アクリレート系高分子
化合物を単独あるいは混合して、または分子中に共重合
させて用いることができる。また、無機固体電解質とし
ては、窒化リチウムあるいはヨウ化リチウムなどを用い
ることができる。

【００５１】加えてまた、上記実施の形態および実施例
では、電極反応にリチウムを用いる場合を説明したが、
ナトリウム（Ｎａ）あるいはカリウム（Ｋ）などの他の
アルカリ金属，またはマグネシウムあるいはカルシウム
（Ｃａ）などのアルカリ土類金属、またはアルミニウム
などの他の軽金属、またはリチウムあるいはこれらの合
金を用いる場合についても、本発明を適用することがで
き、同様の効果を得ることができる。その場合、負極材
料には、リチウムと合金を形成可能な金属元素あるいは
半金属元素の単体，合金または化合物に代えて、その軽
金属と合金を形成可能な金属元素あるいは半金属元素の
単体，合金または化合物が用いられると共に、正極材料
および電解質塩についても、その軽金属に応じた物質が
用いられる。他は上記実施の形態と同様に構成すること
ができる。

【００５２】更にまた、上記実施の形態および実施例で
は、コイン型の二次電池を具体的に挙げて説明したが、
本発明は、電池缶が正極を収容するための正極缶と、負
極を収容するための負極缶とを含んで構成されていれ
ば、ボタン型あるいは角型などの他の形状を有する二次
電池についても同様に適用することができる。また、正
極缶および負極缶を含んで構成されている電池缶でな
く、他の電池缶を用いた電池についても同様に適用する
ことができる。更に、二次電池に限らず、一次電池など
の他の電池についても同様に適用することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし請求
項１３のいずれか１項に記載の電池によれば、電池缶
に、所定の内部圧力により開裂する薄肉部を局所的に設
けるようにしたので、安全性をより向上させることがで
きる。具体的には、例えば内部圧力が上昇して所定の値
に達した際に、薄肉部が開裂することにより、内部圧力
が開放されるため、電池の破裂を防止することができ
る。よって、例えば、電子機器が故障して高い電圧が加
えられたり、または大電流で強制的に充電あるいは放電
されたり、または高温雰囲気中で保存されたり、または
急激に高温状態に曝されても、電子機器を破損するな
ど、周囲に重大な危害を加えずに安全性を確保できる。

【００５４】特に、請求項３記載の電池によれば、薄肉
部の厚みを０．０４ｍｍ以上０．０８ｍｍ以下の範囲内
とするようにしたので、作動圧力および開放圧力を適切
な値に設定することができ、それにより、充放電性能を
損なうことなく、安全性を確保することができる。

【００５５】また、請求項９記載の電池によれば、正極
を収容するための正極缶と、負極を収容するための負極
缶とを含んで構成されている電池缶に薄肉部を設けるよ
うにしたので、このような小型な電池缶に発電要素が収
容されている電池を主電源とした電子機器を実用化する
ことができ、それにより、電子機器の一層の小型化を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る二次電池の構成を
表す断面図である。

【図２】図１に示した正極缶の要部を拡大して表す断面
図である。

【図３】図１に示した二次電池の底面図である。

【図４】本発明の一実施の形態に係る薄肉部の一構成例
を表す図である。

【図５】本発明の実施例１〜６に係る電池破裂率を表す
特性図である。

【図６】本発明の実施例１〜６に係る薄肉部の厚みと作
動圧力との関係を表す特性図である。

【図７】本発明の一実施の形態に係る薄肉部の一構成例
を表す図である。

【図８】本発明の一実施の形態に係る薄肉部の一構成例
を表す図である。

【図９】本発明の一実施の形態に係る薄肉部の一構成例
を表す図である。

【符号の説明】

１００…電池缶、１１０…正極缶、１１１…薄肉部、１
１１ａ…主部、１１１ｂ…分岐部、１１２…溝部、１２
０…負極缶、２００…発電要素、２１０…正極、２２０
…負極、２３０…セパレータ、３００…ガスケット、Ｔ
１，Ｔ２…厚み、Ｃ…幅、α，β…角度

───────────────────────────────────────────────────── 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 10/40 Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｚ (72)発明者厚美吉則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 (72)発明者岩佐和弘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 AA13 CC06 KK01 KK04 5H012 AA04 BB11 CC01 DD05 EE04 FF01 GG01 JJ03 JJ10 5H029 AJ02 AJ12 AK03 AL01 AL02 AL06 AL07 AL11 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ03 DJ02 EJ04 EJ12 HJ04 5H050 AA02 AA15 BA16 BA17 CA08 CA09 CB01 CB02 CB07 CB08 CB11 CB12 FA02 HA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電池缶に発電要素が収容されてなる電池
であって、前記電池缶に、所定の内部圧力により開裂する薄肉部が
局所的に設けられていることを特徴とする電池。
【請求項２】前記電池缶は、オーステナイト系または
フェライト系のステンレス鋼により構成されていること
を特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項３】前記薄肉部の厚みは、０．０４ｍｍ以上
０．０８ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求
項２記載の電池。
【請求項４】前記薄肉部は、直線状または曲線状の主
部と、この主部の端点から分岐した直線状または曲線状
の分岐部とを含んで構成されていることを特徴とする請
求項１記載の電池。
【請求項５】前記薄肉部は、Ｖ字形状またはＣ字形状
を有することを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項６】前記薄肉部は、前記電池缶に溝部が設け
られることにより構成されていることを特徴とする請求
項１記載の電池。
【請求項７】前記溝部は、刻印により形成されたもの
であることを特徴とする請求項６記載の電池。
【請求項８】前記溝部は、前記電池缶の内側および外
側のうちの少なくとも一方に設けられていることを特徴
とする請求項６記載の電池。
【請求項９】前記発電要素は、正極と負極とが電解質
を介して積層された構成を有し、前記電池缶は、前記正極を収容するための正極缶と、前
記負極を収容するための負極缶とを含んで構成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項１０】前記薄肉部は、前記正極缶に設けられ
ていることを特徴とする請求項９記載の電池。
【請求項１１】前記正極は、リチウム複合酸化物を含
むことを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項１２】前記負極は、リチウムを吸蔵および離
脱することが可能な負極材料を含むことを特徴とする請
求項１記載の電池。
【請求項１３】前記負極は、炭素材料を含むことを特
徴とする請求項１２記載の電池。