JP2007207614A - 密閉型電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】蓋の内面や出力端子にリチウム金属が析出しても、そのリチウム金属で蓋と出力端子とが内部短絡しないようにする。
【解決手段】上面が開口する有底円筒形状の電池缶1と、正極11と負極12とを有して電池缶1内に収容される電極体2と、電池缶1の開口上面を塞ぐ蓋3と、正極11が接続される出力端子7と、蓋3に形成されて出力端子7が絶縁ガスケット6を介して貫通状に取り付けられる端子取付孔9とを含む。出力端子7の下部は電池内に露出している。絶縁体5は、電極体2の上面に臨む規制部5aと、規制部5aから上方へ延びて出力端子7の下部を取り囲む遮蔽部5bとを有している。絶縁体5の遮蔽部5bの上端は、絶縁ガスケット6に密着している。
【選択図】図1
【解決手段】上面が開口する有底円筒形状の電池缶1と、正極11と負極12とを有して電池缶1内に収容される電極体2と、電池缶1の開口上面を塞ぐ蓋3と、正極11が接続される出力端子7と、蓋3に形成されて出力端子7が絶縁ガスケット6を介して貫通状に取り付けられる端子取付孔9とを含む。出力端子7の下部は電池内に露出している。絶縁体5は、電極体2の上面に臨む規制部5aと、規制部5aから上方へ延びて出力端子7の下部を取り囲む遮蔽部5bとを有している。絶縁体5の遮蔽部5bの上端は、絶縁ガスケット6に密着している。
【選択図】図1
Description
本発明は、負極活物質としてリチウム金属またはリチウム合金を用いたリチウム一次電池などの密閉型電池に関する。
前記リチウム一次電池においては、特許文献1に示すごとく、正極と負極との間にセパレータを介在させた状態で渦巻状に巻回して電極体を形成し、その電極体を電池缶内に収容して蓋で密閉する構造が知られている。
前記リチウム一次電池では、前記蓋に端子取付孔を設けてあり、この端子取付孔に出力端子が絶縁ガスケットを介して貫通状に取り付けられている。そして、集電リードによって出力端子と電極体の正極とが接続されることで、出力端子が正極の電位になっている。一方、電極体の負極は電池缶の内面に接続されていて、電池缶を介して蓋が負極の電位になっている。
この種のリチウム一次電池は、アルカリ電池などと比べて、高エネルギー密度であって長期間の使用ができることから、その需要がますます増えるとともに、その用途も広がっている。
前記リチウム一次電池では、誤って充電されると、本来の放電電流とは逆方向に電流が流れる。また、放電容量が少なくなった古い電池と新品の電池とを混ぜて使用すると、新品の電池から古い電池へ本来の放電電流とは逆方向に電流が流れる。これらの場合、負極の電位となる蓋の内面などに微粒子状のリチウム金属が析出し、このリチウム金属が成長して出力端子に接触し、内部短絡が生じることがある。
前記リチウム金属の析出に起因する内部短絡の防止手段が、特許文献1〜3に開示されている。ところが、特許文献1では、電極体の外周全面および下面周辺部と、電池缶の内面との短絡を絶縁フィルムで防ぐだけである。特許文献2では、リチウム金属がセパレータを乗り越えて正極に短絡することを隔離板で防ぐだけであり、特許文献3では、リチウム金属がセパレータを乗り越えることを絶縁性物質で防ぐだけである。
つまり、特許文献1〜3では、負極の電位となる蓋の内面にリチウム金属が析出することには着目されておらず、蓋の内面に析出したリチウム金属が出力端子に接触して内部短絡することを防止できないところに問題がある。
また、電極体の負極を出力端子に接続し、電極体の正極を電池缶の内面に接続した電池では、出力端子の下部にリチウム金属が析出するため、この電池でも前記リチウム金属によって蓋の内面と出力端子とが内部短絡するおそれがある。
そこで本発明の目的は、蓋の内面や出力端子にリチウム金属が析出しても、そのリチウム金属で蓋と出力端子とが内部短絡することがない密閉型電池を提供することにある。
本発明が対象とする密閉型電池は、図2に示すごとく、上面が開口する有底筒形状の電池缶1と、正極11と負極12とを有して電池缶1内に収容される電極体2と、電池缶1の開口上面を塞ぐ蓋3と、正極11および負極12のいずれか一方が接続される出力端子7と、蓋3に形成されて出力端子7が絶縁ガスケット6を介して貫通状に取り付けられる端子取付孔9と、電極体2と蓋3との間に配されて電極体2の蓋3側への移動を規制する絶縁体とを含み、出力端子7の下部が電池内に露出している。
本発明は、図1や図3に示すごとく、絶縁体5が、電極体2の上面に臨む規制部5aと、規制部5aから上方へ延びて出力端子7の下部を取り囲む遮蔽部5bとを有しており、遮蔽部5bの上端が、電池内に露出している絶縁ガスケット6の下部に密着している。
かかる電池においては、絶縁体5の遮蔽部5bの上端が、蓋3の内面に当たることで電極体2の蓋3側への移動を規制するものとすることができる。
具体的には、絶縁ガスケット6の下側に押さえ板10を配してあり、出力端子7が、押さえ板10および絶縁ガスケット6を介して端子取付孔9の周縁に固定されており、絶縁体5の遮蔽部5bが、出力端子7の下部および押さえ板10を取り囲んでいるものとすることができる。
より具体的には、電極体2は、帯状の正極11と帯状の負極12との間にセパレータ13を介在させた状態で巻回して形成してあり、負極12の負極活物質としては、リチウム金属またはリチウム合金を用いている。
本発明によれば、絶縁体5の遮蔽部5bが出力端子7の下部を取り囲んだ状態で、遮蔽部5bの上端が絶縁ガスケット6に密着しているので、出力端子7の下部あるいは蓋3の内面にリチウム金属などが析出しても、その析出したリチウム金属などによって出力端子7と蓋3との間で内部短絡が生じることが防がれ、その分だけ電池の信頼性が向上する。
しかも、従来の電池でも使われていた絶縁体5を利用して遮蔽部5bを設けたので、出力端子7の下部を取り囲むための部材を、絶縁体5とは別に形成して出力端子7や蓋3などに組み付ける必要がない。つまり、電池の組み立てに際して新たな作業を追加しなくても済みながら、前記析出したリチウム金属などによる内部短絡を防ぐことができる。
絶縁体5の遮蔽部5bが、出力端子7の下部を取り囲むとともに電極体2の上方への移動を規制すると、遮蔽部5bとは別に、電極体2の上方への移動を規制する部位を絶縁体5に形成する必要がなく、その分だけ絶縁体5の構成を簡略化できて、電池の軽量化を図ることができる。
絶縁体5の遮蔽部5bで出力端子7の下部と共に押さえ板10を取り囲むと、押さえ板10と蓋3との間での内部短絡も防止できて、この点でも電池の信頼性が向上する。
(実施例1) 図1と図2とは、本発明が対象とする密閉型電池の実施例1を示し、図2に示すごとく、上面が開口する有底円筒形状の電池缶1と、電池缶1内に収容される電極体2および非水電解液と、電池缶1の開口上面を塞ぐ円形状の蓋3と、電極体2と蓋3との間に配されて電極体2の上方への移動を規制する絶縁体5とを含む。電池缶1および蓋3は、冷間圧延鋼板(SPCC)などで形成される。前記電池は、外径寸法が17mm、高さ寸法が45mmである。
蓋3の中央には、図1に示すごとく、出力端子7が絶縁ガスケット6を介して貫通状に取り付けられる端子取付孔9が形成される。蓋3の外周縁が電池缶1の開口内周面にレーザーでシーム溶接されることで、電池缶1と蓋3とが導通する。絶縁ガスケット6は、出力端子7を蓋3から絶縁する。絶縁ガスケット6の下側には、押さえ板10が配されている。出力端子7を上下にかしめることで、出力端子7が、押さえ板10および絶縁ガスケット6を介して蓋3の端子取付孔9の周縁に取り付け固定される。この状態で、出力端子7の下部が電池内に露出している。
絶縁体5は、電極体2の上面に臨む平板状の規制部5aと、規制部5aの中央付近から蓋3側へ延びて出力端子7の下部および押さえ板10を取り囲む遮蔽部5bと、規制部5aの周縁から蓋3側へ延びる支持部5cとを有する。遮蔽部5bの上端は、電池内に露出している絶縁ガスケット6の下部の外周面に密着している。
つまり、遮蔽部5bの上端は、絶縁ガスケット6の下部に接着剤などで接着してもよいが、出力端子7をかしめた際に、絶縁ガスケット6の下部の外周面が遮蔽部5bの上端の内周面に押し付けられることで、前述の前記密着状態になるようにしてもよい。この遮蔽部5bが絶縁ガスケット6の下部の外周面に密着している状態で、支持部5cの上端と蓋3の内面との間に隙間があってもよい。
出力端子7を下にした状態で電池を誤って落下させた際などには、絶縁体5の規制部5aが電極体2を受け止めるとともに、支持部5cの上端が蓋3の内面に当たって前記落下時の衝撃を支持部5cが支え、これによって電極体2の正極11が蓋3などに接触したり、電極体2の負極12が出力端子7などに接触したりすることが防がれる。
電極体2は、電極としての帯状の正極11と帯状の負極12とを有しており、正極11と負極12との間に帯状のセパレータ13を介在させた状態で渦巻状に巻回して形成される。セパレータ13は、ポリプロピレン樹脂製の微多孔性薄膜フィルムからなる。
正極11は、網状ステンレス箔製の正極集電体11aの裏表両面に正極剤が配されることで形成される。正極剤は、正極活物質としての二酸化マンガンと、バインダーと、カーボンブラックなどを含有する。負極12は、銅箔製の負極集電体12aの裏表両面に負極活物質としてのリチウム金属またはリチウム合金が配されることで形成される。正極11からは、薄板状の正極集電リード15が導出されており、負極12からは、薄板状の負極集電リード16が導出される。
蓋3の外周寄りには、開裂ベント17が形成されており、電池内圧が異常上昇したときに開裂ベント17が開裂して電池内圧を解放する。蓋3には、電池缶1内に電解液を注入するための注液孔19が形成されており、電解液の注入後の注液孔19に栓20が配されてレーザーでシーム溶接される。
前記かしめ加工後の出力端子7の下端面7aには、図1に示すごとく、正極集電リード15が溶接されて接続される。絶縁体5には、規制部5aおよび遮蔽部5bにかけてリード通孔21が形成されており、正極集電リード15は、リード通孔21を通って出力端子7の下端面7aに接続される。
負極集電リード16は、電池缶1の内周上端部に溶接されて接続される。これによって、出力端子7が正極の電位になり、電池缶1および蓋3が負極の電位になる。負極集電リード16は、蓋3の内面に溶接してもよい。電極体2は、その外周面がセパレータ13で巻回されるよう形成される。
非水電解液は、プロピレンカーボネート(PC)やジメチルエーテル(DME)などを含有する有機溶剤からなる。上部絶縁板5は、ポリプロピレン(PP)樹脂などからなり、厚さ寸法が0.1mmである。絶縁ガスケット6は、ポリプロピレン(PP)樹脂やポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂などからなる。押さえ板10は、ステンレス鋼でリング状に形成される。本発明に係る電池は、電池缶1が有底角筒形状などであってもよい。電池缶1の底部には、図2に示すごとく、ポリプロピレン(PP)樹脂などからなる絶縁板22が配される。絶縁体5の規制部5aの中央には、非水電解液を通すための通孔23が設けられている。
電池の組み立てに際しては、蓋3に対し、前述のように出力端子7、絶縁ガスケット6および押さえ板10を取り付けておき、絶縁板22、電極体2および絶縁体5を電池缶1内に収容したのちに、正極集電リード15を出力端子7の下端面7aに、負極集電リード16を電池缶1の内周面にそれぞれ前述の要領で溶接する。
次いで、蓋3を電池缶1に前述の要領で溶接し、注液孔19から電解液を注入したのちに、注液孔19を栓20で塞いで溶接することで電池が完成する。
この状態で、絶縁体5の遮蔽部5bによって出力端子7の下部と押さえ板10と正極集電リード15とが取り囲まれているので、蓋3の内面にリチウム金属が析出しても、そのリチウム金属が出力端子7や押さえ板10や正極集電リード15に接触することが低減される。
(実施例2) 図3は、本発明が対象とする密閉型電池の実施例2を示している。実施例2では、絶縁体5の支持部5cを省略したうえで、絶縁体5の遮蔽部5bの肉厚を厚くして、電池を落下させた際の衝撃を、遮蔽部5bの上端が蓋3の内面に当たることで支えるようになっている。遮蔽部5bの上端は、絶縁ガスケット6の下部の外周面に密着している。その他の点は、実施例1と同じであるので説明を省略する。
実施例2では、絶縁体5の支持部5cを省略した分だけ電池の重量を低減できることになる。
本発明は、出力端子7を負極の電位、電池缶1および蓋3を正極の電位に設定した電池であっても適用できる。
1 電池缶
2 電極体
3 蓋
5 絶縁体
5a 規制部
5b 遮蔽部
6 絶縁ガスケット
7 出力端子
9 端子取付孔
10 押さえ板
11 正極
12 負極
13 セパレータ
2 電極体
3 蓋
5 絶縁体
5a 規制部
5b 遮蔽部
6 絶縁ガスケット
7 出力端子
9 端子取付孔
10 押さえ板
11 正極
12 負極
13 セパレータ
Claims (4)
- 上面が開口する有底筒形状の電池缶と、正極と負極とを有して前記電池缶内に収容される電極体と、前記電池缶の開口上面を塞ぐ蓋と、前記正極および前記負極のいずれか一方が接続される出力端子と、前記蓋に形成されて前記出力端子が絶縁ガスケットを介して貫通状に取り付けられる端子取付孔と、前記電極体と前記蓋との間に配されて前記電極体の前記蓋側への移動を規制する絶縁体とを含み、前記出力端子の下部が電池内に露出している密閉型電池において、
前記絶縁体は、前記電極体の上面に臨む規制部と、前記規制部から上方へ延びて前記出力端子の下部を取り囲む遮蔽部とを有しており、
前記遮蔽部の上端が、電池内に露出している前記絶縁ガスケットの下部に密着していることを特徴とする密閉型電池。 - 前記絶縁体の前記遮蔽部の上端が、前記蓋の内面に当たることで前記電極体の前記蓋側への移動を規制する請求項1記載の密閉型電池。
- 前記絶縁ガスケットの下側に押さえ板を配してあり、
前記出力端子が、前記押さえ板および前記絶縁ガスケットを介して前記端子取付孔の周縁に固定されており、
前記絶縁体の前記遮蔽部が、前記出力端子の下部および前記押さえ板を取り囲んでいる請求項1又は2記載の密閉型電池。 - 前記電極体は、帯状の前記正極と帯状の前記負極との間にセパレータを介在させた状態で巻回して形成してあり、
前記負極の負極活物質としては、リチウム金属またはリチウム合金を用いた請求項1又は2又は3記載の密閉型電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006026022A JP2007207614A (ja) | 2006-02-02 | 2006-02-02 | 密閉型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006026022A JP2007207614A (ja) | 2006-02-02 | 2006-02-02 | 密閉型電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007207614A true JP2007207614A (ja) | 2007-08-16 |
Family
ID=38486879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006026022A Withdrawn JP2007207614A (ja) | 2006-02-02 | 2006-02-02 | 密閉型電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007207614A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7824790B2 (en) | 2004-04-28 | 2010-11-02 | Eveready Battery Co., Inc. | Housing for a sealed electrochemical battery cell |
US7833647B2 (en) | 2004-04-28 | 2010-11-16 | Eveready Battery Company, Inc. | Closure vent seal and assembly |
US8147999B2 (en) | 2008-06-11 | 2012-04-03 | Eveready Battery Company, Inc. | Closure assembly with low vapor transmission for electrochemical cell |
-
2006
- 2006-02-02 JP JP2006026022A patent/JP2007207614A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7824790B2 (en) | 2004-04-28 | 2010-11-02 | Eveready Battery Co., Inc. | Housing for a sealed electrochemical battery cell |
US7833647B2 (en) | 2004-04-28 | 2010-11-16 | Eveready Battery Company, Inc. | Closure vent seal and assembly |
US7923138B2 (en) | 2004-04-28 | 2011-04-12 | Eveready Battery Company, Inc. | Housing for a sealed electrochemical battery cell |
US8173284B2 (en) | 2004-04-28 | 2012-05-08 | Eveready Battery Company, Inc. | Housing for a sealed electrochemical cell |
US8147999B2 (en) | 2008-06-11 | 2012-04-03 | Eveready Battery Company, Inc. | Closure assembly with low vapor transmission for electrochemical cell |
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