JP2004111186A

JP2004111186A - 非水二次電池

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Publication number: JP2004111186A
Application number: JP2002271233A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yamamichi; 山道　裕司; Hitoshi Moriizumi; 森井泉　仁; Toshiharu Takahata; 高畠　敏晴
Original assignee: Maxell Hokuriku Seiki Ltd
Current assignee: Maxell Hokuriku Seiki Ltd
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-18
Also published as: JP4218792B2

Abstract

【課題】放電容量が、５ＡＨ以上の高放電容量を有する非水二次電池においても、過充電時の内部短絡等による発熱を早期検出して十分に発火を抑えることが可能な非水二次池を提供しようとするものである。
【解決手段】負極リード支持部１９と負極リード端子３とに、定格電流１５Ａ、動作温度が８２℃の富士端子工業社製Ｓ０８２Ｊ温度ヒューズ２１のリード線２０がそれぞれスポット溶接されて直列に接続されている。この温度ヒューズ２１は、その温度検出部１８が、積層電極体１０の中間部の負極集電体１６の上端から負極活物質塗膜が存在しない状態で温度ヒューズ２１の温度検出部１８の幅で延出された被検出部２２上に接触して設置されている。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非水二次電池に係り、特に、５ＡＨ以上の高放電容量を有する非水二次電池において、過充電時のデントライト等による内部短絡が生じても安全性を確保できる非水二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リチウムイオン二次電池で代表される非水二次電池は、電解液の主溶媒として有機溶媒を用いる二次電池であり、容量が大きく、かつ高電圧、高エネルギー密度のため、自動車等の車両用電源として利用され始めている。この電池は、正極活物質として活性なＬｉＣｏＯ_２（コバルト酸リチウム）が使用され、引火性の有機溶媒が使用されるため、発火や爆発に対する安全性が要求され、従来からもこの安全性を確保するため、種々の試みが提案されている。
【０００３】
この試みの一つとして、外装缶内に収納され、正極と負極との間にセパレータを介して渦巻状に卷回した積層電極体と、前記外装缶内に収納された非水電解液とを備えた非水二次電池において、積層電解体の巻き芯部に温度ヒューズを配置して、過充電や短絡等による温度上昇に伴う発火を防止した非水二次電池が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
この提案によれば、過充電や短絡等によって、電池が発熱した際、この発熱による温度上昇を、温度ヒューズが検知して電池外部に取り出す電流を切断して、以後の発熱を防止することが可能であるが、放電容量が５ＡＨ以上の車両用動力電源として使用する場合のように、高電流で使用する場合には、温度の上昇が早く、温度ヒューズが所定温度を検知して、使用電流を遮断しても、発熱を抑制することができず、遂には、発火を生じる事態が発生する問題が生じた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２０３８２７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、放電容量が、５ＡＨ以上の高放電容量を有する非水二次電池においても、過充電時の内部短絡等による発熱を早期検出して十分に発火を抑えることが可能な非水二次池を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記問題を解決するため、種々検討した結果、放電容量が５ＡＨ以上の高放電容量を有する非水二次電池においては、過充電時の内部短絡等による電池の発熱に伴う温度上昇を早期に検出して使用電流を早期に遮断し、さらなる温度上昇を抑制してやればよいことを究明した。
【０００７】
この究明に基づき検討の結果、本発明による第１の発明においては、正極集電体の少なくとも一面に正極活物質含有塗膜を形成してなる正極と、負極集電体の少なくとも一面に負極活物質含有塗膜を形成してなる負極とを、セパレータを介して積層した電極体を容器内に収納してなる非水二次電池であって、前記セパレータの一部に、このセパレータよりその開孔率が大きいか又は機械的強度が小さい第２のセパレータを配設し、この第２のセパレータの近傍に、温度ヒューズを配置し、この温度ヒューズを、前記正極集電体と電気的に接続された正極リードまたは、前記負極集電体と電気的に接続された負極リードと、正極または負極リード端子とに電気的に接続したことを特徴とする非水二次電池とすることにより、過充電時の内部短絡が発生しやすい第２のセパレータを部分的に使用し、このセパレータ部分で過充電時に、早期に内部短絡を発生させ、この内部短絡に伴う温度上昇を、温度ヒューズで検出して、早期に温度上昇を検出できるようにして発火を防止したものである。
【０００８】
本発明の第２の発明においては、前記非水二次電池は、５ＡＨ以上５０ＡＨ以下の放電容量を有する非水二次電池に、第２のセパレータを使用することによって、車両用電源として好適な非水二次電池において、過充電時の内部短絡に伴う急激な温度上昇による電池の発火を確実に抑制できるようにしたものである。
【０００９】
本発明の第３の発明においては、前記非水二次電池は、ポリマー固体電解質リチウムイオン二次電池である非水二次電池とすることにより、上記発火を抑制して、５ＡＨ以上の車両用電源として、有効に使用可能な電池としたものである。
【００１０】
本発明の第４の発明においては、正極集電体の少なくとも一面に正極活物質含有塗膜を形成してなる正極と、負極集電体の少なくとも一面に負極活物質含有塗膜を形成してなる負極とを、セパレータを介して積層した電極体を容器内に収納してなるポリマー固体電解質リチウム二次電池であって、前記正極集電体または、負極集電体の一部に、温度ヒューズに近接して当該集電体の発熱温度が前記温度ヒューズによって検出される被検出部を設けたことを特徴とするポリマー固体電解質リチウム二次電池とすることにより、１個ないし２個以上の正極または負極集電体に形成された被検出部で、温度ヒューズによる温度上昇の検出を早期に行えるようにしたものである。
【００１１】
本発明者らの検討によれば、車両用電源などの５ＡＨ以上の高放電容量を有する非水二次電池において、前述の公知技術のように、積層電極体の巻き芯部に温度ヒューズを配置した構造にしても、２Ａ以上の高電流を流して充電する場合には、部分的に過充電による内部短絡が生じた場合に、その部分で発熱が生じる場合があるがこの発熱に伴い、高電流での使用のため、内部短絡が拡大し、急激な温度上昇を伴い、温度ヒューズで、所定温度を検出して、使用電流を遮断しても温度上昇に伴う化学反応が継続し、発火現象を抑制できないことを究明した。
【００１２】
この究明に基づきさらに検討を進めた結果、部分的な内部短絡に伴う温度上昇を早期に検出して、使用電流を遮断すれば、他の部分への温度上昇の拡大を抑制して、発火を防止できることに着目し、意図的に、内部短絡が生じやすい第２のセパレータを、本来の正極活物質含有塗膜と負極活物質塗膜とを分離する第１のセパレータの一部に配置し、小面積の第２セパレータの部分で、最初に、意図的に、内部短絡を生じさせ、この部分を温度ヒューズで早期に検出できるようにしたものである。
【００１３】
この第２セパレータは、前述のように、意図的に第１のセパレータより早期に内部短絡が起き易いように設定する必要があり、そのためには、第１のセパレータよりも開孔率を大きくするか、機械的強度を弱くして内部短絡が生じ易いようにすればよい。通常、第１セパレータとしては、厚さが１０〜５０μｍで、開孔率が３０〜５０％のポリプロピレン製、ポリエチレン製またはエチレンとプロピレンのコポリマー製の微孔性フィルムや不織布等が使用されるが、第２セパレータは、前記のような第１セパレータの開孔率より大きい開孔率のものを使用すれば、第２セパレータ部分での過充電時の内部短絡が生じやすくなり、早期に検知可能となる。この場合、第２セパレータの開孔率は、５５％以上あれば十分で、この開孔率が大きくなるにつれ早期検知が容易となるが、余り開孔率が大きすぎると逆にこの部分で簡単に内部短絡を生じ、電池性能を低下させるので、８０％以下とするのが望ましい。
【００１４】
また、第２セパレータの内部短絡が生じやすくするには、第１セパレータより機械的強度を低下したものを使用することによっても発揮されるが、この機械的強度は、セパレータの厚みや材質等を適宜選定することによって容易に得ることができる。例えば、厚みについていえば、第２セパレータと第１セパレータの材質が同じであっても、第２セパレータの厚みを第１セパレータの厚みより薄くすると、過充電によって発生し易いＬｉ化合物のデントライト物がセパレータを容易に突き破ることで、容易に内部短絡が起こりやすくすることができ、所期の目的を達成できる。この場合の第２セパレータの厚みは、第１セパレータの４／５以下の厚みとすれば、十分である。
【００１５】
同様に、同じ厚みであっても、第２セパレータの材質を第１セパレータの材質より機械的強度が弱いものを使用することで、前記デントライトによる内部短絡が第１セパレータより先に第１セパレータで起きるようにすることができる。
【００１６】
この場合、第２セパレータの使用面積は、この第２セパレータの近傍に配置される温度ヒューズの温度検出部分の大きさであれば十分である。
【００１７】
一方、ポリマー固体電解質リチウムイオン電池では、その構造的特長から箔状の正極及び負極集電体を使用し、これらの集電体上に、正極活物質含有塗膜または負極活物質含有塗膜を形成し、セパレータを介して正極活物質塗膜と負極活物質塗膜とが対向するように積層し、正極及び負極集電体の上端に突出させた正極リード及び負極リードをそれぞれ電気的に並列に接続し、これらの正極リード及び負極リードを電池の外部に露出される正極及び負極リード端子に、それぞれ電気的に接続した構造のものが汎用されるが、この場合、正極または負極の集電体の一部を延出させて被検出部を形成し、この被検出部に近接して、温度ヒューズを配置し、熱伝導性のよい集電体からの昇温を容易に検出可能として、内部短絡による昇温を早期に検出することによって、電池の発火を抑制することができる。
【００１８】
この場合、前述のように、内部短絡が起き易い第２セパレータを使用し、この第２セパレータに対向する集電体に前記被検出部を設けても良いが、第２セパレータを使用せず、前記被検出部を、蓄熱し易い積層電極体の中間部や発熱集電体が接続される正極リードまたは負極リードに近接する部分に配設すれば、容易に、早期に内部短絡による温度上昇を検知し、電池の発火を抑制することができる。
【００１９】
被検出部に配置される温度ヒューズは、被検出部に温度ヒューズの温度検出部分が接触していることが好ましいが、必ずしも接触せず、わずかに離隔していてもよい。
【００２０】
本発明で使用される温度ヒューズは、６０〜１００℃で作動して導通を遮断するものであれば、どのようなものであっても良いが、特に電解質や電解液によって侵されにくいものが好ましく、ポリマー固体電解質リチウムイオン電池においては、富士端子工業株式会社製ＦＴＦ−Ｓ１５Ａ等が好適に使用できる。
【００２１】
温度ヒューズは、前記正極リードと正極リード端子間、または負極リードと負極リード端子間のいずれか一方又は、両方に、電気的に接続されるが、前述のデントライトの生成は、負極で起こりやすいため、前記被検出部も負極集電体に形成し、この被検出部上に温度ヒューズを配置して負極リードと負極リード端子間に電気的に接続されるのが推奨される。
【００２２】
さらに、本発明においては、放電容量が、５ＡＨ以上であれば、有効に作用するが余り大きい放電容量の電池では、電極の体積が相当大きくする必要があり、電動車椅子用電源としては、５０ＡＨ以下の放電容量の電池が実用的である。放電容量は、正極及び負極活物質の使用量に応じて大きくすることができる。
【００２３】
本発明で言う放電容量とは、所定電流で充電して満充電させた後、所定電流で放電して終止電圧に達するまでの時間と放電時の所定電流とを乗じた値をいう。
【００２４】
また、本発明で言う非水二次電池としては、有機溶媒を使用するものを言うが、特に、正極活物質として、ＬｉＣｏＯ_２等のリチウムコバルト酸化物、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等のリチウムマンガン酸化物、ＬｉＮｉＯ_２等のリチウムニッケル酸化物を、また、負極活物質として、リチウムイオンをドープ、脱ドープできる黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類を、さらに、電解質として有機溶媒系の液状電解質、ゲル状電解質、固体電解質を使用するものが好ましい。
【００２５】
電解質としては、特開２００１−１７６５５５号に記載されているように、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、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等の有機溶媒に、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３等の溶質を溶解し、エポキシ樹脂とその架橋材、ポリイソシアネート化合物又はウレタンプレポリマーとその架橋材、アクリル系モノマーとラジカル重合開始剤、エポキシ基含有ラジカル共重合ポリマーとカチオン重合開始剤等を混合したものが好適であり、これらを、正極及び負極活物質、セパレータに含浸、固化した固体電解質を使用するポリマー固体電解質リチウムイオン電池とした場合、種々の形状を採用でき、電動車椅子用電源等に好適である。
【００２６】
正極集電体としては、アルミニュウム、銅、ニッケル、ステンレス等の電気伝導性及び熱伝導性の良好な材質のものが使用でき、５〜６０μｍ厚のアルミニューム箔が好適で、この集電体の少なくとも片面に、前記正極活物質と鱗状黒鉛やカーボンブラック等の導電助剤とポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレン等のバインダーを溶剤でペースト状にして塗布、乾燥して３０〜３００μｍ厚の正極活物質含有塗膜を形成したものを使用できる。
【００２７】
負極集電体としては、アルミニュウム、銅、ニッケル、ステンレス等の電気伝導性及び熱伝導性の良好な材質のものが使用でき、５〜６０μｍ厚の銅箔が好適で、この集電体の少なくとも片面に、前記負極活物質とポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレン等のバインダーを溶剤でペースト状にして塗布、乾燥して３０〜３００μｍ厚の負極活物質含有塗膜を形成したものを使用できる。
【００２８】
本発明では、正極集電体上に正極活物質含有塗膜を有する正極と負極集電体上に負極活物質含有塗膜を有する負極とを、第１のセパレータを介して積層した構造とする必要があるが、この積層構造は、シート状の正極とセパレータと負極を短冊状に積層する構造に限らず、渦巻状に巻回した構造であっても良い。
【００２９】
また、本発明においては、釘を刺して意図的に内部短絡を生じさせても電池の発火を抑制できる構造とすることもできる。この構造としては、正極集電体の表面に、正極活物質含有塗膜を形成した正極と負極集電体の表面に、負極活物資含有塗膜を形成した負極を積層した積層電極体の最外層に、前記正極集電体と電気的に接続され、少なくとも最外層の正極活物質含有塗膜を被覆し得る正極電極と、前記負極集電体と電気的に接続され、少なくとも最外層の負極活物質含有塗膜を被覆し得る負極電極とを開孔率が小さく絶縁性のよい第３セパレータを介して積層してなり、前記正極電極と負極電極のそれぞれの体積を、放電容量１Ａ当たり１５０〜２５００ｍｍ^３とする構造を採用することができる。
【００３０】
前記積層電極体、正極電極、負極電極、第３セパレータ等からなる電池ユニットを収納する容器は、ステンレス、ニッケル、アルミニューム等からなる缶を使用できるが、アルミニューム箔の両面をプラスチック絶縁シートでラミネートした袋状物を使用した場合には、軽量化が可能となり、好ましい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の非水二次電池の１種であるポリマー固体電解質リチウムイオン二次電池について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
（実施例１）
図１、図２、は、本発明の一実施例であるポリマー固体電解質リチウムイオン二次電池の表面の外装部分を取り除いて切り欠いた平面図及び図１の上方から見た斜視図を示し、このポリマー固体電解質リチウムイオン二次電池は、アルミニューム箔の両面をプラスチックフィルムでラミネートされた幅１５ｃｍ、長さ２５ｃｍ、厚み０．４４ｃｍの長方形袋状の可撓性の収納容器１に、後述する電池ユニットが収納され、上部に正極リード端子２と負極リード端子３が露出された状態で密封されている。
【００３３】
このポリマー固体電解質リチウムイオン二次電池は、表面外装部分の断面を示す図３から明らかなように、４０μｍ厚のアルミニューム箔４を２５μｍ厚のナイロン樹脂シートからなる外装絶縁シート５と３０μｍ厚のポリエチレンからなる内装絶縁シート６とでラミネートされた可撓性の収納容器１内に、０．３ｍｍ厚、電極体積が７１３４ｍｍ^３の銅板からなる負極電極７と同一厚み及び電極体積を有するアルミニュウム板からなる正極電極８を、後述する第１セパレータ９を介して８層積層された積層電極体１０と共にその最外周上に、２５μｍ厚みの開孔のほとんどないポリエチレンテレフタレートフイルムからなる第３セパレータ１１を介して積層して固体電解質（図示せず）と共に密封された構造となっている。
【００３４】
後述する積層電極体１０の各正極１２の正極集電体１３と正極電極８とは、図１及び図２上の上端で正極集電体１３から延設された１５μｍ厚みのアルミニューム箔及び正極電極８から延設された０．３ｍｍ厚みのアルミニューム板からなる正極リード１４によって並列に電気的に接続されて０．１ｍｍ厚のアルミニューム板からなる正極リード端子２上で溶着して電気的に接続され、この溶着部分を、負極との短絡を防止するため、ポリイミドからなる絶縁テープ（図示せず）で巻回されて保護されている。また、０．１ｍｍ厚のニッケル板からなる負極リード端子３は、積層電極体１０の各負極１５の１０μｍ厚みの銅箔からなる負極集電体１６と負極電極７とが、図１及び図２上の上端で、負極集電体１６から延設された銅箔及び負極電極７から延設された０．３ｍｍ厚みの銅板からなる負極リード１７が負極リード支持部１９上で電気的に並列に接続されており、負極リード支持部１９と負極リード端子３とに、定格電流１５Ａ、動作温度が８２℃の富士端子工業社製Ｓ０８２Ｊ温度ヒューズ２１のリード線２０がそれぞれスポット溶接されて直列に接続されている。この温度ヒューズ２１は、その温度検出部１８が、積層電極体１０の中間部の負極集電体１６の上端から負極活物質塗膜が存在しない状態で、温度ヒューズ２１の温度検出部１８の幅で延出された被検出部２２上に接触して設置されている。
【００３５】
正極１２は、図４に分解斜視図で示すように、１５μｍ厚み、縦長さ、２０２ｍｍ、横幅、１１３ｍｍのアルミニューム箔からなる正極集電体１３の両面全面に、下記組成の正極活物質含有塗膜２３が約７４μｍ厚みで形成され、負極１５は、１０μｍ厚、縦長さ、２０５ｍｍ、横幅、１１６ｍｍの銅箔からなる負極集電体１６の両面全面に、下記組成の負極活物質含有塗膜２４が約６９μｍ厚みで形成され、これらの正極１２と負極１５が、２５μｍ厚、縦長さ、２１０ｍｍ、横幅、１２１ｍｍのポリプロピレン−ポリエチレン−ポリプロピレンの３層構造（開孔率４１％）の第１セパレータ９を介して積層され、これら正極活物質含有塗膜２３、負極活物質含有塗膜２４及び第１セパレータ９に下記組成の固体電解質が含浸、固化されて１対の電極体が構成されている。これらの電極体の８対が積層されて積層電極体１０が構成されている。
【００３６】
また、積層電極体１０のほぼ中間層の負極集電体１６の上端に配設された被検出部２２に近接する第１セパレータ９の上端部に、２５μｍ厚、縦長さ、１７ｍｍ、横幅、１２１ｍｍの開孔率６２％のポリブチレンテレフタレートフィルムからなる第２セパレータが配設されている。そのため、この第２セパレート部分で過充電時に内部短絡が起こり易く、発熱しやすい構造となっており、この内部短絡に伴う発熱によってこれに隣接する負極集電体１６が昇温し、これを被検出部２２に配置された温度ヒューズ２１が検出し、この負極集電体１６の温度が８２℃を超えると負極リード支持部１９と負極リード端子３間の電気的接続が遮断され、通電しなくなる。その結果、過充電時の内部短絡による発熱が抑制され、電池の発火を防止することができる。
【００３７】
［正極活物質含有塗膜組成］
正極活物質としてのコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）に導電助剤として鱗状黒鉛を重量比９２：４．５の割合で加えて混合し、この混合物とポリフッ化ビニリデンをＮ−メチルピロリドンに溶解させた溶液を混合してペーストを形成し、これを正極集電体１３に塗布、乾燥する。
【００３８】
［負極活物質含有塗膜組成］
負極活物質としての黒鉛系炭素材料（００２面の面間距離＝３．３７Å、Ｃ軸方向の結晶子の大きさＬｃ＝９５０Å、平均粒径１０μｍ、純度９９．９％以上の特性を有する炭素材料）を、ポリフッ化ビニリデンをＮ−メチルピロリドンに溶解させた溶液と混合してペーストを調整し、このペーストを負極集電体１６に塗布、乾燥する。
【００３９】
［固体電解質組成］
ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯ｛ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）Ｏ｝_２ＣＨ_３１７７．３重量部、３，４−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート５９．１重量部、Ｎ，Ｎ’−アゾビスイソブチロニトリル３．９重量部、ラウリルメルカプタン０．４重量部を反応させて得られるエポキシ基含有ラジカル共重合ポリマー１２重量部とヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）を１モル濃度に溶解したエチレンカーボネート／ジエチルカーボネート（１／１、重量比）の混合溶媒溶液８８重量部を混合して液状組成物を調整する。このようにして調整した組成物を、第１セパレータ及び第２セパレータを含む前記リチウムイオン二次電池用積層電極体、正極電極、第３セパレータ、負極電極等のユニットを組み込んだ収納容器に、３５ｇを注入し、真空含浸を行った後密封し、７０℃で３０分間過熱してゲル化を行い、ポリマー固体電解質リチウムイオン二次電池を作製する。
【００４０】
なお、上記実施例において、正極１２の縦長さと横幅は、２０２ｍｍ及び１１３ｍｍで、また、負極１５、正極電極８及び負極電極７の縦長さと横幅は、それぞれ、２０５ｍｍ及び１１６ｍｍのものが使用された。この電池の放電容量は、１０Ａで充電し、４．２Ｖに達した後は、４．２Ｖの電圧で、２時間充電を行って満充電とし、その後、２Ａで３．０Ｖに達するまで放電を行った結果、５時間を要したので、１０ＡＨであった。
【００４１】
このようにして作製した電池２０個について、１０Ａの電流を流し、過充電試験を実施し、発火の有無を調べた結果、温度ヒューズが途中で作動して、通電が遮断され、わずかに温度上昇が認められたものの、発火は、生じなかった。またこの電池について、釘を差込み、意図的に内部短絡を生じさせる釘刺し試験を行ったが、発火は、生じなかった。
【００４２】
（実施例２）
上記実施例１中、第２セパレータの使用を止め、第１セパレータのみを使用した以外は、同様にして電池を２０個製作し、前述の過充電試験を行った。結果、実施例１の場合に比べ温度上昇が認められ、８０℃近傍まで電池の温度上昇が認められたものの発火までは至らなかった。
【００４３】
（実施例３）
図５に示すように、ステンレス製の円筒形の外装缶２６に、実施例１で使用した材料組成と同一のもので製作された正極１２と負極１５を、実施例１で使用した第１セパレータと同一材質の第１セパレータ９を介して卷回した積層電極体１０と、メチルエチルカーボネートとエチレンカーボネートとを体積比２：１で混合した混合溶媒に、ＬｉＰＦ_６を１．２モル／ｌで溶解した電解液を収納した電池において、その巻き芯部２９に、実施例１で使用した温度ヒューズ２１を配置し、そのリード線２０をそれぞれ正極リード端子２及び正極１２の正極集電体１３と電気的に接続すると共に、温度ヒューズ２１に近接する第１セパレートの最内周の上端部に、温度ヒューズ２１の温度検出部１８を取り巻くように、実施例１で使用したポリブチレンテレフタレートフィルムからなる第２セパレート２５を配設して電池を作製した。この電池の放電容量は、１０ＡＨであった。この電池を２０個作製し、２Ａの充電電流を流して過充電試験を行った。結果、通電が遮断され、わずかに温度上昇が認められたものの、発火するものは皆無であった。
【００４４】
なお、図５中、２８は、積層電極体１０と外装缶２６とを電気的に絶縁する絶縁体で、３０は、負極集電体１３と電気的に接続された外装缶２６と正極リード端子２とを電気的に絶縁する絶縁ガスケットである。
【００４５】
（比較例）
実施例３の電池において、第２セパレータを使用しなかった以外同様にして電池を作製し、過充電試験を行った。結果、２０個の試験電池の内、１０個は、発火が生じ、残りの１０個についても温度ヒューズが作動して通電が遮断されたものの８０℃程度に電池の温度が昇温しており、発火寸前であった。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の第１の発明である、第１セパレータの一部に、このセパレータよりその開孔率が大きいか又は機械的強度が小さい第２のセパレータを配設し、この第２セパレータの近傍に、温度ヒューズを配置し、この温度ヒューズを、前記正極集電体と電気的に接続された正極リードまたは、前記負極集電体と電気的に接続された負極リードと正極または負極リード端子とに電気的に接続したので、放電容量が５ＡＨ以上の高放電容量の電池においても、過充電時の部分的な内部短絡に伴う温度上昇を早期に検出して、使用電流を遮断して他の部分への温度上昇の拡大を抑制し、電池の発火を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるポリマー固体電解質リチウムイオン二次電池の表面の外装部分上部の一部を取り除いて切り欠いた平面図である。
【図２】図１の上方から見た斜視図である。
【図３】図１で示すポリマー固体電解質リチウムイオン二次電池の表面外装部分の断面図である。
【図４】図２で示すポリマー固体電解質リチウムイオン二次電池の積層電極体の中間層部分の分解斜視図である。
【図５】本発明による実施例３の液体電解質リチウムイオン二次電池の断面図である。
【符号の説明】
１　収納容器
２　正極リード端子
３　負極リード端子
７　負極電極
８　正極電極
９　第１セパレータ
１０　積層電極体
１１　第３セパレータ
１２　正極
１３　正極集電体
１４　正極リード
１５　負極
１６　負極集電体
１７　負極リード
１８　温度検出部
１９　負極リード支持部
２０　リード線
２１　温度ヒューズ
２２　被検出部
２３　正極活物質含有塗膜
２４　負極活物質含有塗膜
２５　第２セパレータ
２６　外装缶
２８　絶縁体
２９　巻き芯部
３０　絶縁ガスケット

Claims

正極集電体の少なくとも一面に正極活物質含有塗膜を形成してなる正極と、負極集電体の少なくとも一面に負極活物質含有塗膜を形成してなる負極とを、セパレータを介して積層した電極体を容器内に収納してなる非水二次電池であって、前記セパレータの一部に、このセパレータよりその開孔率が大きいか又は機械的強度が小さい第２のセパレータを配設し、この第２のセパレータの近傍に、温度ヒューズを配置し、この温度ヒューズを、前記正極集電体と電気的に接続された正極リードまたは、前記負極集電体と電気的に接続された負極リードと、正極または負極リード端子とに電気的に接続したことを特徴とする非水二次電池。
前記非水二次電池は、５ＡＨ以上５０ＡＨ以下の放電容量を有する請求項１記載の非水二次電池。
前記非水二次電池は、ポリマー固体電解質リチウムイオン二次電池である請求項１または２記載の非水二次電池。
正極集電体の少なくとも一面に正極活物質含有塗膜を形成してなる正極と、負極集電体の少なくとも一面に負極活物質含有塗膜を形成してなる負極とを、セパレータを介して積層した電極体を容器内に収納してなるポリマー固体電解質リチウム二次電池であって、前記正極集電体または、負極集電体の一部に、温度ヒューズに近接して当該集電体の発熱温度が前記温度ヒューズによって検出される被検出部を設けたことを特徴とするポリマー固体電解質リチウム二次電池。