JP2006147422A - 電池及び電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】 高い耐衝撃性を有する電池及び電池パックを提供する。
【解決手段】 渦巻電極体３を収納した外装缶２と、外装缶２の一端面に形成された開口を塞ぐ封口蓋７と、渦巻電極体３と封口蓋７とを電気的に隔てる絶縁板１２と、封口蓋７に設置され外装缶の内圧が所定の圧力以上となった場合には外装缶２内部のガスを放出する安全弁９とを備えた電池であって、絶縁板１２は、周縁部を概ね囲う外周リブ１３ａと底面を分断する補強リブ１４とによって複数の領域に分割されており、安全弁９の直下に位置する領域を囲繞する外周リブ１３ａ及び補強リブ１４には切り欠き１６が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電池及び電池パックに関し、特に、耐衝撃性に優れた電池及び電池パックに関する。

近年、携帯端末の普及率が高まっている。携行されることを前提とする携帯端末は、様々な環境下での使用や、部品の高耐久性・安全性を考慮して設計する必要がある。

携帯端末の電源となる電池についても、端末本体と同様に高耐久性・安全性が要求される。

図６に、従来技術による電池が備える絶縁板１２の構成を示す。このような電池は、一般的には樹脂性のケースに収納され、“電池パック”として携帯端末へ装着される。

この電池の要部を図７（ａ）に示す。負極端子８側からの衝撃が加わると、その反動で渦巻電極体が少しずつ移動し、封口蓋７側に押しつけられてくる。絶縁板１２には、変形を防止するために外周リブ１３及び補強リブ１４が設けられているが、渦巻電極体が強く押しつけられると絶縁板１２は圧迫されて変形し、完全に封口蓋７と接する状態となる。

絶縁板１２が変形すると、図７（ｂ）に示すように、変形した絶縁板１２と封口蓋７との隙間２０には、電解液が回り込み、安全弁９直下の補強リブで囲まれた空間１９は密閉状態となる。

この状態からさらに圧力が加えられると、空間１９のガスの圧力によって安全弁９が内側から押され、安全弁９が作動して電解液が漏洩する。

電池に関する従来技術としては、特許文献１に開示される「密閉式電池」がある。
特開２０００−２７７０８１号公報

特許文献１に開示される発明は、ガス放出口を塞ぐ薄膜が破れないようにするものであって、封止蓋と発電素体とを隔てる絶縁板に関しては衝撃に対する対策が何ら施されていない。すなわち、特許文献１に記載の発明では、衝撃力が作用した際に、ガス放出口を塞ぐ薄膜が破れなくても、絶縁板が破損して電池として機能しなくなる可能性がある。

このように、従来は、高い耐衝撃性を備えた電池は提供されていなかった。

本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、高い耐衝撃性を有する電池及び電池パックを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、電解液に浸漬された電極体を収納した外装缶と、外装缶の一端面に形成された開口を塞ぐ封口蓋と、電極体と封口蓋とを電気的に隔てる絶縁板と、封口蓋に設置され外装缶の内圧が所定の圧力以上となった場合には外装缶内部のガスを放出する安全弁とを備えた電池であって、
絶縁板は、周縁部を概ね囲う外周リブと底面を分断する補強リブとによって複数の領域に分割されており、安全弁の直下に位置する領域を囲繞する外周リブ及び補強リブには切り欠きが設けられていることを特徴とする電池を提供するものである。

本発明の第１の態様においては、安全弁の直下に位置する領域の絶縁板の底面には、通気口が形成されていることが好ましい。

また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、電解液に浸漬された電極体を収納する外装缶と、外装缶の一端面に形成された開口を封口する封口蓋と、電極体と封口蓋とを電気的に隔てる絶縁板と、封口蓋に設置され外装缶の内圧が所定の圧力以上となった場合には外装缶内部のガスを放出する安全弁とを備えた電池であって、
絶縁板は、周縁部を概ね囲う外周リブと底面に設けられた少なくとも一つの補強リブとを備えており、
補強リブは、外周リブ及び他の補強リブが絶縁板の底面に孤立した領域を形成しないように設けられていることを特徴とする電池を提供するものである。

本発明の第２の態様においては、絶縁板の上には、補強リブと外周リブとによってミアンダ状に囲まれた空間が形成されていることが好ましい。また、安全弁の直下の部分の絶縁板の底面には、通気口が形成されていることが好ましい。

上記本発明の第１の態様又は第２の態様のいずれの構成においても、外装缶は、略直方体の有底箱状であることが好ましい。又は、外装缶は、略円筒形の有底箱状であることが好ましい。

また、上記目的を達成するため、本発明は、第３の態様として、本発明の第１の態様又は第２の態様のいずれかの構成に係る電池を少なくとも一つ樹脂ケースに収納した電池パックを提供するものである。

本発明によれば、高い耐衝撃性を有する電池及び電池パックを提供できる。

〔第１の実施形態〕
本発明を好適に実施した第１の実施形態について説明する。図１の本実施形態に係る電池の構成を示す。電池１は、外装缶２、渦巻電極体３、負極集電タブ４、正極集電タブ５、電解液６、封口蓋７及び絶縁板１２を有する。

外装缶２は、アルミなどの金属で形成されており、封入された電解液６が漏洩しないように水密性を備えている。渦巻電極体３は、負極・正極の各電極間に不図示のセパレータを介した状態で巻いたのち、押し潰して偏平にしたものである。負極集電タブ４帯正極集電タブ５は、渦巻電極体３の負極及び正極のそれぞれの端部から引き出された導電体である。電解液６は、リチウムなどのイオンを含有した液体である。封口蓋７は、外装缶２の一端面に形成されている開口を塞ぐ蓋材である。蓋材７には、負極電極８、安全弁９、注入口１０及び封止ピン１１が設けられている。
負極電極８は、外装缶２の開口の略中央部に設けられている。安全弁９は、電池１が異常な環境や外部からのストレスによって、外装缶２内部の圧力が異常に高くなった場合に、内部の圧力を低下させる。注入口１０は、外装缶２を密閉状態とした後で内部に電解液を注入するための口である。封止ピン１１は、電解液６を注入した後で注入口１０を塞ぐための部材である。

絶縁板１２は、渦巻電極体３と封口蓋７との電気的な絶縁をとるために配置される。また、絶縁板１２は、渦巻電極体３と封口蓋７との距離を一定に保つスペーサとしての役割も備える。

図２に絶縁板１２の構成を示す。絶縁板１２は、外周リブ１３ａ、補強リブ１４及び負極電極タブ貫通孔１５を有する。
安全弁９の直下の部分の補強リブ１４ｂにはスリット１６が、底面１７には通気口１８が設けられている。また、外周リブ１３ａには、外側スリット１３ｂが設けられており、安全弁９の直下の空間１９が密閉状態にならないようにしている。
なお、補強リブ１４ｂにスリット１６を設けることにより剛性が低下するため、外周リブ１３ａは、従来構成の補強リブ１３よりも太くすることが好ましい。

図３に、電池１の要部（図１において丸で囲って示す部分）の構成を示す。（ａ）に示すように、通常は渦巻電極体３と封口蓋７との間隔は絶縁板１２によって所定の間隔に保たれている。

本実施形態にかかる電池に衝撃が作用した場合、従来の電池と同様に、衝撃力の反動で渦巻電極体３が少しずつ移動し、封口蓋７側に押しつけられてくる。しかし、絶縁板１２は外周リブ１３ａ及び補強リブ１４ｂの作用によって剛性が向上しているため変形や破損を起こしにくい。

渦巻電極体３が押しつけられることによって絶縁板１２の剛性を超える力が作用すると、絶縁板１２は圧迫されて変形し、完全に封口蓋７と接する状態となる。絶縁板１２が変形すると、図３（ｂ）に示すように変形した絶縁板１２と封口蓋７との隙間２０には、電解液６が回り込む。

また、図２に示したように、安全弁９の直下の部分の補強リブ１４ａにはスリット１６が設けられており、絶縁板１２の底面１７には通気口１８が設けられている。さらに、外周リブ１３には外側スリット１３ｂが設けられている。
これにより、絶縁板１２と封口蓋７とが完全に接する状態となっても、図４に示すように、空間１９が密閉状態とはならず、安全弁９が作動して電解液６が液漏れすることがなくなる。

なお、従来の電池と同様に、電池１を樹脂製のケースに収納すると、耐衝撃性が向上する。

このように、本実施形態に係る電池は、何らかの原因で衝撃力が作用しても、内部に封入された電解液が液漏れすることはない。

〔第２の実施形態〕
本発明を好適に実施した第２の実施形態について説明する。図５に、本実施形態に係る電池に適用される絶縁板１２の構成を示す。
本実施形態において、絶縁板１２には、ボス状のリブ１４ｂが設けられている。リブ１４ｂは、外周リブ１３ａとは多くても一箇所で接触するように形成されている。換言するとリブ１４ｂは、絶縁板１２の底面１７を分断しないように形成されている。これにより、絶縁板１２の底面と封口蓋７との間にはミアンダ状に空間１９が形成されている。

本実施形態にかかる電池に衝撃が作用した場合、従来の電池と同様に、衝撃力の反動で渦巻電極体３が少しずつ移動し、封口蓋７側に押しつけられてくる。渦巻電極体３が押しつけられることにより、絶縁板１２は圧迫されて変形し、完全に封口蓋７と接する状態となる。絶縁板１２が変形すると、変形した絶縁板１２と封口蓋７との隙間２０には、電解液６が回り込む。

空間１９がミアンダ状であることに加え、絶縁板１２の底面１７には部分的に通気口１８が、外周リブ１３ａには外側スリット１３ｂがそれぞれ設けられているため、絶縁板１２と封口蓋７とが完全に接する状態となっても、空間１９が密閉状態とはならず、安全弁９が作動して電解液６が液漏れすることが無くなる。

なお、従来の電池と同様に、電池１を樹脂製のケースに収納すると、耐衝撃性が向上する。

このように、本実施形態に係る電池は、何らかの原因で衝撃力が作用しても、内部に封入された電解液が液漏れすることはない。

なお、上記各実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれらに限定されることはない。
例えば、上記各実施形態では、外装缶が略直方体の有底箱状である構成を例としたが、外装缶は略円筒形や略多角柱形の有底箱状であっても良い。
このように本発明は様々な変形が可能である。

本発明を好適に実施した第１の実施形態に係る電池の構成を示す図である。 第１の実施形態に係る電池が備える絶縁板の構成を示す図である。 第１の実施形態に係る電池に衝撃力が作用した状態を示す図である。 第１の実施形態に係る電池に衝撃力が作用した状態を示す図である。 本発明を好適に実施した第２の実施形態に係る電池の構成を示す図である。 従来技術による電池に適用される絶縁板の構成を示す図である。 従来技術による電池に衝撃が作用して安全弁の直下の空間が密閉状態となることを示す図であり、（ａ）は衝撃が作用する前の状態を示し、（ｂ）は、衝撃が作用した後の状態を示す。

符号の説明

１ 電池
２ 外装缶
３ 渦巻電極体
４ 負極集電タグ
５ 正極集電タグ
６ 電解液
７ 封口蓋
８ 負極電極
９ 安全弁
１０ 注入口
１１ 封止ピン
１２ 絶縁板
１３、１３ａ 外周リブ
１４、１４ｂ 補強リブ
１５ 貫通孔
１６ スリット
１７ 絶縁板底面
１８ 通気口
１９ 安全弁直下の空間
２０ 隙間

Claims (8)

1. 電解液に浸漬された電極体を収納した外装缶と、前記外装缶の一端面に形成された開口を塞ぐ封口蓋と、前記電極体と前記封口蓋とを電気的に隔てる絶縁板と、前記封口蓋に設置され前記外装缶の内圧が所定の圧力以上となった場合には前記外装缶内部のガスを放出する安全弁とを備えた電池であって、
   前記絶縁板は、周縁部を概ね囲う外周リブと底面を分断する補強リブとによって複数の領域に分割されており、前記安全弁の直下に位置する領域を囲繞する前記外周リブ及び前記補強リブには切り欠きが設けられていることを特徴とする電池。
2. 前記安全弁の直下に位置する領域の前記絶縁板の底面には、通気口が形成されていることを特徴とする請求項１記載の電池。
3. 電解液に浸漬された電極体を収納する外装缶と、前記外装缶の一端面に形成された開口を封口する封口蓋と、前記電極体と前記封口蓋とを電気的に隔てる絶縁板と、前記封口蓋に設置され前記外装缶の内圧が所定の圧力以上となった場合には前記外装缶内部のガスを放出する安全弁とを備えた電池であって、
   前記絶縁板は、周縁部を概ね囲う外周リブと底面に設けられた少なくとも一つの補強リブとを備えており、
   前記補強リブは、前記外周リブ及び他の補強リブが前記絶縁板の底面に孤立した領域を形成しないように設けられていることを特徴とする電池。
4. 前記絶縁板の上には、前記補強リブと前記外周リブとによってミアンダ状に囲まれた空間が形成されていることを特徴とする請求項３記載の電池。
5. 前記安全弁の直下の部分の前記絶縁板の底面には、通気口が形成されていることを特徴とする請求項３又は４記載の電池。
6. 前記外装缶は、略直方体の有底箱状であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の電池。
7. 前記外装缶は、略円筒形の有底箱状であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の電池。
8. 請求項１から７のいずれか１項記載の電池を少なくとも一つ樹脂ケースに収納した電池パック。

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