JP2007080791A

JP2007080791A - 電池

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Publication number: JP2007080791A
Application number: JP2005270705A
Authority: JP
Inventors: Ryosuke Takagi; 良介高木; Kenta Yamamoto; 賢太山本; Naoko Yamakawa; 直子山川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2025-09-16
Also published as: JP4952878B2

Abstract

【課題】大電流による発熱時においても高い安全性を確保することができる電池を提供する。
【解決手段】正極２１と負極２２とをセパレータ２３を間にして積層し、正極２１が負極２２よりも外周側になるように渦巻き状に巻いて電池素子２０を構成する。電池素子２０を、電池缶１１内において、最外周を構成する正極２１が電池缶１１の側壁と電気的に接触可能な位置に収容配置する。一方、電池缶１１を、ニッケルなどよりなる負極リード４０を介して負極２２に電気的に接続する。電池素子２０と電池缶１１との間には絶縁部材５０を設け、この絶縁部材５０により、正極２１と、負極２２に電気的に接続された電池缶１１の側壁との通電を阻止する。この絶縁部材５０を、電池素子２０の基準温度よりも低い温度において収縮または溶融する材料により構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池素子を電池缶に収納した電池に関する。

従来より、いわゆる乾電池と互換性を持つさまざまな電池が開発、使用されている。その一つとして、例えば、正極に硫化鉄（ＦｅＳ）、負極に金属リチウム箔を用いた筒型リチウム硫化鉄電池（例えば、特許文献１参照。）がある。単４型リチウム硫化鉄電池は、アルカリ乾電池に比べ０．２Ｖ高い平均放電電圧を有することから、定出力放電において単純に１５％長持ちする。また、正極と負極とを積層して渦巻き状に巻いた巻回構造を有しているので、重負荷放電特性が良く、例えばデジタルカメラに使用すると、アルカリ乾電池の倍以上の撮影枚数を確保することができる。
特許第３０６０１０９号明細書

ところで、近年、ニッケル水素電池において、急速充電技術の躍進に伴い、３０分や１５分といった短時間で充電できる充電器が市販され始めている。このような充電技術では、これまで想定されていた電流を大きく上回る１０Ａ以上の電流が流れる。

負極に金属リチウムを用いた場合には、充電すると、金属リチウムが樹枝状に析出し、セパレータを貫通して内部短絡を引き起こす虞がある。このような内部短絡が起こると、細く小さな樹枝状結晶に大電流が流れるので、大きな熱が発生し発火や破裂に至る危険性がある。この危険性を回避するため、電池には微多孔膜セパレータや熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ素子）を備えることがＪＩＳ（日本工業規格）にて推奨されている。熱感抵抗素子は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。しかし、工程や材料の負担のため、コスト高騰の原因となるおそれがある。

また、一次電池では、誤って充電してしまった場合の危険性が大きいので、近年の急速充電技術の発展に対応して、大電流にも耐えうる高い安全性を確保できる技術が求められている。

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、大電流による発熱時においても高い安全性を確保することができる電池を提供することにある。

本発明による電池は、正極および負極を有する電池素子と、電池素子を収納する電池缶とを備え、電池素子は、電池缶内において、正極および負極のうちの一方が電池缶と電気的に接触可能な位置に収容配置されており、電池缶は、正極および負極のうちの他方と電気的に接続されており、電池素子と電池缶との間には、正極および負極のうちの一方と電池缶との通電を阻止する絶縁部材が配設されており、絶縁部材は、電池素子の基準温度よりも低い温度において収縮または溶融する材料により構成されているものである。

ここで「電池素子の基準温度」とは、発火などにより安全性を損なう可能性のある程度の温度をいう。

この電池では、電池素子と電池缶との間に絶縁部材が配設され、電池素子と電池缶との間での通電が阻止されている。一方、大電流が流れて過大な熱が発生した場合には、電池素子の基準温度よりも低い温度で絶縁部材が収縮または溶融し、電池素子の正極および負極のうちの一方が電池缶と電気的に接触して、電池缶に接続された他方の極との間で電気的に短絡が起こる。よって、電流が電池素子の内部へ行きにくくなり、それ以上の極端な温度上昇が回避される。また、電池素子の内部に金属リチウムの樹枝状結晶が生じていても、そこに大電流が流れることが抑制される。

本発明の電池によれば、電池素子と電池缶との間に絶縁部材を配設するようにしたので、大電流が流れて過大な熱が発生した場合、電池素子の基準温度よりも低い温度で、電池素子の正極および負極のうちの一方を電池缶に電気的に接触させ、電池缶に接続された他方の極との間で短絡を起こさせることができる。よって、極端な温度上昇を回避し、高い安全性を確保することができる。

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。

図１および図２は本発明の一実施の形態に係る電池の断面構造を表すものである。この電池は、いわゆる円筒型といわれるリチウム硫化鉄乾電池（一次電池）であり、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、電池素子２０を有している。電池缶１１は、例えばニッケル（Ｎｉ）のめっきがされた鉄（Ｆｅ）により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶１１の内部には、電池素子２０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板１２，１３が配置されている。

電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４と、この電池蓋１４の内側に設けられた安全弁１５とが、ガスケット１６を間にしてかしめられることにより取り付けられており、電池缶１１の内部は密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池缶１１と同様の材料により構成されている。安全弁１５は、電池蓋１４と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合に開裂して内圧の上昇を抑えるようになっている。ガスケット１６は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。

電池素子２０は、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を間にして積層し、正極２１が負極２２よりも外周側になるようにして渦巻き状に巻回した巻回構造を有し、中心にはセンターピン２４が挿入されている。電池素子２０の正極２１にはアルミニウム（Ａｌ）などよりなる正極リード３０が接続されており、負極２２にはニッケルなどよりなる負極リード４０が接続されている。正極リード３０は安全弁１５に溶接されることにより電池蓋１４と電気的に接続されており、負極リード４０は電池缶１１に溶接され電気的に接続されている。また、電池素子２０の最外周にはセパレータ２３が設けられておらず、正極２１が電池素子２０の最外周を構成している。

正極２１は、例えば、帯状の金属箔よりなる正極集電体２１Ａの外周面に外側正極活物質層２１Ｂ、内周面に内側正極活物質層２１Ｃを設けたものである。内側正極活物質層２１Ｂおよび外側正極活物質層２１Ｃは、例えば、正極活物質として硫化鉄を含んでおり、必要に応じて炭素材料などの導電材およびポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んでいてもよい。

負極２２は、金属リチウム箔により構成されている。

セパレータ２３は、例えばポリプロピレンあるいはポリエチレンなどのポリオレフィン系の材料よりなる多孔質膜、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、これら２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。

セパレータ２３には、液状の電解質である電解液が含浸されている。この電解液は、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、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、１, ２−ジメトキシエタン、１, ２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１, ３−ジオキソラン、４メチル１, ３ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、酪酸エステルあるいはプロピオン酸エステルなどが挙げられ、これらのいずれか１種または２種以上を混合して用いてもよい。

リチウム塩としては、例えば、ＬｉＣｌＯ₄，ＬｉＡｓＦ₆，ＬｉＰＦ₆，ＬｉＢＦ₄，ＬｉＢ（Ｃ₆Ｈ₅）₄，ＣＨ₃ＳＯ₃Ｌｉ，ＣＦ₃ＳＯ₃Ｌｉ，ＬｉＣｌあるいはＬｉＢｒが挙げられ、これらのいずれか１種または２種以上を混合して用いてもよい。

このような電池素子２０は、電池缶１１内において、最外周を構成する正極２１が電池缶１１の側壁と電気的に接触可能な位置に収容配置されている。電池素子２０と電池缶１１との間には絶縁部材５０が設けられており、この絶縁部材５０により、正極２１と、負極２２に電気的に接続された電池缶１１の側壁との通電が阻止されている。また、この絶縁部材５０は、電池素子２０の基準温度よりも低い温度において収縮または溶融する材料により構成され、大電流による発熱時においても高い安全性を確保することができるようになっている。

絶縁部材５０の融点は、例えば１５０℃以下であることが好ましい。正極２１と電池缶１１の側壁とを容易に接触させることができ、安全性を更に高めることができるからである。

絶縁部材５０は、例えば樹脂材料により構成されていることが好ましい。具体的には、例えば、ポリプロピレン、ポリプロピレンとポリエチレン，アクリル，酢酸ビニルなどの他のポリマーとの共重合体、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、またはポリイミドが挙げられる。中でも、ポリプロピレン、ポリプロピレンとポリエチレン，アクリル，酢酸ビニルなどの他のポリマーとの共重合体、またはポリエチレンは、融点が１５０℃以下であり、好ましい。

また、正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウムまたは銅（Ｃｕ）により構成されていることが好ましく、中でも銅がより好ましい。銅は接触抵抗が低いので安全性を更に高めることができると共に、集電効果を向上させ、放電特性を高めることができるからである。

更に、正極２１は、巻回外周側端部の外周面に活物質非被覆部２１Ｄを有していることが好ましい。電池缶１１の側壁との接触抵抗を小さくすることができ、安全性をより一層高めることができるからである。

絶縁部材５０の幅Ｗ５０は、電池素子２０の高さＨ２０よりも大きいことが好ましい。製造工程において正極２１と電池缶１１との接触による短絡を防ぐことができるからである。なお、絶縁部材５０の幅Ｗ５０および長さ（電池素子２０の巻回方向における寸法）は、電池缶１１と電池素子２０の表面との通電を阻止できる程度であればよい。

なお、この絶縁部材５０は、電池素子２０の巻回終端部２０Ａを固定する固定部材、いわゆる終端テープとしての機能も有している。

この電池は、例えば、次のようにして製造することができる。

まず、例えば、正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーとする。続いて、この正極合剤スラリーを正極集電体２１Ａにドクタブレードあるいはバーコーターなどを用いて均一に塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して外側正極活物質層２１Ｂおよび内側正極活物質層２１Ｃを形成し、正極２１を作製する。

次いで、正極２１の巻回外周側端部において内側正極活物質層２１Ｃが外側正極活物質層２１Ｂよりも長くなるように、外側正極活物質層２１Ｂの一部を剥離する。これにより、正極２１の巻回外周側端部の外周面に、活物質非被覆部２１Ｄを形成する。また、正極２１の巻回中心側端部の正極集電体２１Ａに、正極リード３０を溶接などにより取り付ける。続いて、例えば、金属リチウム箔よりなる負極２２を用意し、この負極２２に負極リード４０を圧着などにより取り付ける。そののち、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を間にして積層し、正極２１が負極２２よりも外周側になるように渦巻き状に巻いて電池素子２０を作製し、巻回終端部２０Ａを絶縁部材５０で固定する。

電池素子２０を作製したのち、電池素子２０を一対の絶縁板１２，１３で挟み、負極リード４０を電池缶１１に溶接すると共に、正極リード３０を安全弁１５に溶接して、電池素子２０を電池缶１１の内部に収容し、電解液を電池缶１１の内部に注入し、セパレータ２３に含浸させる。そののち、電池缶１１の開放端部に電池蓋１４および安全弁１５をガスケット１６を間にしてかしめることにより固定する。これにより、図１に示した電池が完成する。

この電池では、一次電池なので充電は行わず、一回の放電のみを行う。放電を行うと、負極２２から金属リチウムがリチウムイオンとなって溶出し、電解液を介して正極２１に吸蔵される。ここでは、電池素子２０と電池缶１１との間に絶縁部材５０が設けられているので、電池素子２０の最外周を構成する正極２１と、負極２２に電気的に接続された電池缶１１との間での通電が阻止されている。

一方、誤って充電してしまった場合において、大電流が流れて過大な熱が発生したときには、図３に示したように、電池素子２０の基準温度よりも低い温度において絶縁部材５０が収縮または溶融し、正極２１の巻回外周側端部の上下端部が絶縁部材５０に覆われなくなり、この部分が電池缶１１の側壁と電気的に接触して、電池缶１１に接続された負極２２との間で電気的に短絡する。よって、電流が電池素子２０の内部へ行きにくくなり、それ以上の極端な温度上昇が回避される。また、電池素子２０の内部に金属リチウムの樹枝状結晶が生じていても、そこに大電流が流れることが抑制される。

このように本実施の形態では、電池素子２０と電池缶１１との間に絶縁部材５０を配設するようにしたので、大電流が流れて過大な熱が発生した場合に、電池素子２０の基準温度通よりも低い温度において絶縁部材５０を収縮または溶融させて、正極２１を電池缶１１の側壁に電気的に接触させ、電池缶１１に接続された負極２２との間で短絡を起こさせることができる。よって、極端な温度上昇を回避し、高い安全性を確保することができる。

特に、正極集電体２１Ａを銅により構成すれば、接触抵抗を低くして安全性を更に高めることができると共に、集電効果を向上させ、放電特性を高めることができる。

また、正極２１の巻回外周側端部の外周面に活物質非被覆部２１Ｄを設けるようにすれば、電池缶１１の側壁との接触抵抗を小さくして、安全性をより向上させることができる。

更に、絶縁部材５０の幅Ｗ５０を電池素子２０の高さＨ２０よりも大きくすれば、製造工程において正極２１と電池缶１１との接触による短絡を防ぐことができる。

加えて、絶縁部材５０の融点を１５０℃以下とすれば、正極２１と電池缶１１の側壁とを容易に接触させることができ、更に安全性を高めることができる。

更に、本発明の具体的な実施例について、図１および図２を参照して詳細に説明する。

（実施例１〜１６）
上記実施の形態で説明した電池を作製した。まず、硫化鉄粉末と、導電剤であるグラファイトと、結着剤であるポリフッ化ビニリデンとを、固形分比で硫化鉄：グラファイト：ポリフッ化ビニリデン＝９０：５：５の割合で、溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドンに混合して正極合剤スラリーとし、正極集電体２１Ａの両面に均一に塗布し、所定の大きさに切断したのちロールプレス機で圧縮成型して外側正極活物質層２１Ｂおよび内側正極活物質層２１Ｃを形成し正極２１を作製した。その際、正極集電体２１Ａとして、実施例１〜８ではアルミニウム箔、実施例９〜１６では銅箔を用いた。

次いで、実施例５〜８，１３〜１６では、正極２１の巻回外周側端部において内側正極活物質層２１Ｃが外側正極活物質層２１Ｂよりも長くなるように、外側正極活物質層２１Ｂの一部を剥離し、活物質非被覆部２１Ｄを形成した。実施例１〜４，９〜１２では活物質非被覆部２１Ｄを形成しなかった。また、正極２１の巻回中心側端部の正極集電体２１Ａに、アルミニウム製の正極リード３０を溶接により取り付けた。

続いて、金属リチウム箔よりなる負極２２を用意し、この負極２２に負極リード４０を圧着し、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を間にして積層し、正極２１が負極２２よりも外周側になるようにして渦巻き状に巻いて電池素子２０を作製し、巻回終端部２０Ａを絶縁部材５０で固定した。その際、電池素子２０の高さＨ２０は３５ｍｍ、絶縁部材５０の幅Ｗ５０は、実施例１，３，５，７，９，１１，１３，１５では３５ｍｍ、実施例２，４，６，８，１０，１２，１４，１６では３７ｍｍとした。また、絶縁部材５０の融点は、実施例１〜２，５〜６，９〜１０，１３〜１４では２８０℃、実施例３〜４，７〜８，１１〜１２，１５〜１６では１５０℃とした。

電池素子２０を作製したのち、電池素子２０を一対の絶縁板１２，１３で挟み、負極リード４０を電池缶１１に溶接すると共に、正極リード３０を安全弁１５に溶接して、電池素子２０を電池缶１１の内部に収容し、電解液を電池缶１１の内部に注入し、セパレータ２３に含浸させた。そののち、電池缶１１の開放端部に電池蓋１４および安全弁１５をガスケット１６を間にしてかしめることにより、図１に示した電池を得た。

比較例１，２として、負極が正極よりも外周側になるようにして電池素子を形成し、この電池素子を、電池缶内において、最外周を構成する負極が電池缶の側壁と電気的に接触可能な位置に収容配置したことを除いては、比較例１は実施例１と同様に、比較例２は実施例９と同様にしてそれぞれ電池を作製した。

このようにして得られた実施例１〜１６および比較例１，２の電池について、初期放電特性および安全性を調べた。得られた結果を表１に示す。

初期放電特性としては、５００ｍＡの電流値で電池電圧が０．５Ｖになるまで定電流放電を行った。安全性試験は、ＪＩＳ充電２に準拠し、電流値は２Ａおよび１０Ａとして行い、１０個中発火したものの個数を調べた。また、開回路電圧（ＯＣＶ）不良率は、１００個中、内部短絡したものの割合である。

表１から分かるように、実施例１〜１６では、２Ａの電流値での充電試験において、比較例１，２よりも発火を抑制することができた。すなわち、電池素子２０を、電池缶１１内において、正極２１が電池缶１１の側壁と電気的に接触可能な位置に収容配置する一方、電池缶１１を負極２２に電気的に接続し、電池素子２０と電池缶１１との間に絶縁部材５０を設けるようにすれば、２Ａ程度の充電であれば熱感抵抗素子を設けなくても発火を抑制することができ、安全性を向上させることができることが分かった。

また、実施例１〜８と実施例９〜１６とを比べると、正極集電体２１Ａとして銅箔を用いた実施例９〜１６のほうが、アルミニウム箔を用いた実施例１〜８よりも発火数が少なく、放電容量も高かった。すなわち、正極集電体２１Ａを銅により構成すれば、安全性を更に高めることができると共に、放電特性を高めることができることが分かった。

更に、正極２１の巻回外周側端部の外周面に活物質非被覆部２１Ｄを形成した実施例５〜８，１３〜１６では、活物質非被覆部２１Ｄを形成しなかった実施例１〜４，９〜１２よりも充電試験の発火数が少なかった。すなわち、正極２１に活物質非被覆部２１Ｄを形成するようにすれば、電池缶１１の側壁との接触抵抗を小さくして、安全性をより一層向上させることができることが分かった。

加えて、絶縁部材５０の幅Ｗ５０を３７ｍｍとした実施例２，４，６，８，１０，１２，１４，１６では、３５ｍｍとした実施例１，３，５，７，９，１１，１３，１５よりも開回路電圧不良率を抑えることができた。すなわち、絶縁部材５０の幅Ｗ５０を電池素子２０の高さＨ２０よりも大きくすれば、製造工程において正極２１と電池缶１１との接触による短絡を防ぐことができることが分かった。

更にまた、絶縁部材５０の融点を１５０℃とした実施例３〜４，７〜８，１１〜１２，１５〜１６では、２８０℃とした実施例１〜２，５〜６，９〜１０，１３〜１４よりも充電試験の発火数が少なかった。すなわち、絶縁部材５０の融点を１５０℃以下とすれば、正極２１と電池缶１１の側壁とを容易に接触させることができ、安全性を更に高めることができることが分かった。

中でも、絶縁部材５０の融点を１５０℃とし、かつ、正極２１に活物質非被覆部２１Ｄを形成した実施例８，１６では、１０Ａの大電流による充電試験においても発火数を極めて少なくすることができた。すなわち、絶縁部材５０の融点を１５０℃以下とし、かつ、正極２１に活物質非被覆部２１Ｄを形成すれば、より高い効果を得ることができることが分かった。

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、外側正極活物質層２１Ｂおよび内側正極活物質層２１Ｃに含まれる活物質としては、硫化鉄のほか、遷移金属酸化物や硫化物あるいは多炭素フッ化物でもよく、具体的には、ＦｅＳ，ＦｅＳ₂，ＭｎＯ₂，（ＣＦ_x）_n，（Ｃ₂Ｆ）_n，Ｖ₂Ｏ₅，ＷＯ₃，ＭｏＯ₃，ＭｏＳ₂，酸化鉛，酸化コバルト，酸化銅，硫化銅，ＮｉＳ，ＴｉＳ₂などが挙げられる。

また、負極２２は、金属リチウム箔に限られず、銅など他の金属よりなる負極集電体に金属リチウムよりなる負極活物質層を設けた構造としてもよい。

更に、上記実施の形態および実施例では、電池素子２０の最外周にセパレータ２３が設けられず、最外周を構成する正極２１に対して絶縁部材５０が直接巻かれている場合について説明したが、電池素子２０の最外周にはセパレータ２３が設けられていてもよい。その場合には、充電により大電流が流れて大きな熱が発生すると、電池素子２０の基準温度よりも低い温度において絶縁部材５０が収縮または融解し、これによりセパレータ２３が引張られて正極２１の活物質非被覆部２１Ｄの上下端部が露出し、電池缶１１の側壁に接触することにより、上記実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。

加えて、上記実施の形態および実施例では、絶縁部材５０が、巻回終端部２０Ａを固定する固定部材、いわゆる終端テープと兼用されている場合について説明したが、絶縁部材５０と固定部材とは別の部材として設けられていてもよい。すなわち、巻回終端部２０Ａを固定部材で固定し、固定部材の外周側に絶縁部材５０を設けるようにしてもよい。その場合、固定部材は電池素子２０を一周する必要はなく、巻回終端部２０Ａ近傍の一部分のみに設けられていてもよい。また、固定部材は電池素子２０の高さＨ２０よりも狭い幅のものでもよく、絶縁部材５０と同じ幅でなくてもよい。

更にまた、上記実施の形態および実施例では、電池素子２０が、正極２１が負極２２よりも外周側になるようにして巻回されている場合について説明したが、負極２２が正極２１よりも外周側になるようにして巻回されていてもよい。その場合、負極２２が電池素子２０の最外周を構成すると共に、電池素子２０は、電池缶１１内において、最外周を構成する負極２２が電池缶１１の側壁と電気的に接触可能な位置に収容配置され、電池缶１１が正極リード３０を介して正極２１に電気的に接続されているようにしてもよい。

加えてまた、上記実施の形態および実施例では、筒型リチウム硫化鉄電池を例として説明したが、本発明は、筒型リチウムマンガン電池，筒型リチウム酸化銅電池など、金属リチウム箔を負極２２に用いた巻回構造を有する電池に適用することができる。また、本発明は、リチウムイオン電池，ニッケル水素電池，ニッケルカドミウム電池またはアルミ電解コンデンサなど、巻回構造を有する電池または他の電気化学デバイスにも広く応用することが可能である。

更にまた、本発明は、二次電池への適用も可能である。

本発明の一実施の形態に係る電池の構成を表す断面図である。図１に示した電池のＩＩ−ＩＩ線に沿った構成を表す断面図である。図１に示した電池において大電流により大きな熱が発生した場合を表す断面図である。

符号の説明

１１…電池缶、１２，１３…絶縁板、１４…電池蓋、１５…安全弁、１６…ガスケット、２０…電池素子、２１…正極、２１Ａ…正極集電体、２１Ｂ…外側正極活物質層、２１Ｃ…内側正極活物質層、２１Ｄ…活物質非被覆部、２２…負極、２３…セパレータ、２４…センターピン、３０…正極リード、４０…負極リード、５０…絶縁部材。

Claims

正極および負極を有する電池素子と、前記電池素子を収納する電池缶とを備え、
前記電池素子は、前記電池缶内において、前記正極および負極のうちの一方が前記電池缶と電気的に接触可能な位置に収容配置されており、
前記電池缶は、前記正極および負極のうちの他方と電気的に接続されており、
前記電池素子と前記電池缶との間には、前記正極および負極のうちの一方と前記電池缶との通電を阻止する絶縁部材が配設されており、
前記絶縁部材は、前記電池素子の基準温度よりも低い温度において収縮または溶融する材料により構成されている
ことを特徴とする電池。
前記電池素子は、前記正極および負極のうち一方が他方よりも外周側になるようにして巻回された巻回構造を有することを特徴とする請求項１記載の電池。
前記絶縁部材は、前記電池素子の巻回終端部を固定する固定部材であることを特徴とする請求項２記載の電池。
前記絶縁部材の幅は、前記電池素子の高さよりも大きいことを特徴とする請求項１記載の電池。
前記正極および負極のうち外周側に巻回された方は、巻回外周側端部の外周面に活物質非被覆部を有することを特徴とする請求項２記載の電池。
前記電池素子は前記正極が前記負極よりも外周側になるようにして巻回され、
前記正極は巻回外周側端部の外周面に前記活物質非被覆部を有し、
前記正極の集電体は銅（Ｃｕ）により構成されていることを特徴とする請求項５記載の電池。
前記絶縁部材は樹脂材料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。
前記絶縁部材の融点は１５０℃以下であることを特徴とする請求項１記載の電池。
前記負極は、負極活物質としてリチウム（Ｌｉ）を含むことを特徴とする請求項１記載の電池。