JP2008504665A - 定電圧素子を有する2次電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】定電圧素子は、ブレークダウン電圧が電池の爆発・発火電圧よりも低いため、2次電池の電圧が過充電電圧以上に上がっても電池が爆発あるいは発火する前に放電が起こり、その結果、電池を爆発・発火から保護することができる。また、電池の満充電電圧における漏れ電流の量が電池容量値の0.05%未満であるか、あるいは、前記定電圧素子のブレークダウン電圧が2次電池の満充電電圧よりも高いため、充電時に電池が満充電電圧に達しても、定電圧素子において漏れ電流がほとんど生じない。
Description
アルミ箔に正極活物質(LiCoO2):導電剤:バインダーが95:2.5:2.5の割合にて混合されている正極電極と、負極活物質(カーボン):導電剤:バインダーが94:2:4の割合にて混合されている負極電極により電池を構成し、これらの間に絶縁膜を挟み込むことにより、ポリマー電池を製造した。このとき、電解液としてEC:EMCにLiPF6が1Mだけ含まれている電解液を、そして外装材としてポーチを用いた。
(1)電圧を印加し続けるに伴い、電池(セル)の電圧が上がり続けた。
(2)セルの充電電圧が約4.5Vに至った時点で、電池の温度が上がり始めた。
(3)セルの充電電圧が5Vを超えて約5.1Vに至った時点でツェナーダイオードの放電が始まり、その結果、ツェナーダイオードに電流が急流すると共に、ツェナーダイオードの温度が急に上昇していた。電池電圧は7V以上には上昇しなかった。
(4)ツェナーダイオードの放電の結果、電池(セル)には電流が流れなくなり、電池の爆発・発火が見られなかった。
過充電条件を33V 1Aにした以外は、上記の実施例1の方法と同様にして実験を行い、その結果を図3に示す。上記の実施例1と同様に、電池から爆発・発火は見られなかった。
(1)電圧を印加し続けるに伴い、電池(セル)の電圧が上がり続けた。
(2)セルの充電電圧が約4.5Vに至った時点で電池の温度が上がり始めた。
(3)セルの充電電圧が約5.1Vに至った時点でツェナーダイオードの放電が始まり、その結果、ツェナーダイオードに電流が急流すると共に、ツェナーダイオードの温度が急に上昇していた。電池電圧は7V以上には上昇しなかった。
(4)ツェナーダイオードの放電の結果、電池(セル)には電流が流れなくなり、電池の爆発・発火が見られなかった。
実施例1の方法に従い製造されたポリマー電池にツェナーダイオードを接続しなかった以外は、実施例1の方法と同様にして過充電時の電池の反応を測定した。その結果、電池の爆発・発火が見られた。
(1)電圧を印加し続けるに伴い、電池(セル)の電圧が上がり続けた。
(2)セルの充電電圧が約4.5Vに至った時点で電池の温度が上がり始めて電圧が20Vまで上がり続け、その結果、爆発・発火が起こった。
2:正極リード
3:2次電池
4:定電圧素子
Claims (8)
- 定電圧素子を有する2次電池であって、
前記定電圧素子が、前記2次電池の正極端子と負極端子との間にパラレル接続されてなり、
前記定電圧素子が、ブレークダウン電圧が前記2次電池の爆発・発火電圧よりも低く、前記2次電池の満充電電圧における漏れ電流値が「電流×時間」単位で表される2次電池の容量値の0.05%未満であることを特徴とする、2次電池。 - 前記定電圧素子が、ツェナーダイオードまたはバリスタであることを特徴とする、請求項1に記載の2次電池。
- 前記定電圧素子がツェナーダイオードであり、前記ツェナーダイオードが逆方向にパラレル接続されることを特徴とする、請求項2に記載の2次電池。
- 前記2次電池が、リチウムイオン電池であることを特徴とする、請求項1に記載の2次電池。
- 前記2次電池の満充電電圧が4.2V以下であり、前記定電圧素子のブレークダウン電圧が5V乃至20Vの範囲内であることを特徴とする、請求項4に記載の2次電池。
- 2次電池の正極端子と負極端子との間に、前記2次電池の満充電電圧よりも15%以上高くて前記2次電池の爆発・発火電圧よりは低いブレークダウン電圧を有する定電圧素子をパラレル接続することにより、過充電による2次電池の爆発・発火を防止する方法。
- 前記定電圧素子が、ツェナーダイオード又はバリスタであることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 定電圧素子を有する2次電池であって、
前記定電圧素子が前記2次電池の正極端子と負極端子との間にパラレル接続されてなり、
前記定電圧素子のブレークダウン電圧が、前記2次電池の満充電電圧よりは15%以上高くて前記2次電池の爆発・発火電圧よりは低いことを特徴とする、2次電池。
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