JP2009087812A - 密閉型電池 - Google Patents
密閉型電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009087812A JP2009087812A JP2007257490A JP2007257490A JP2009087812A JP 2009087812 A JP2009087812 A JP 2009087812A JP 2007257490 A JP2007257490 A JP 2007257490A JP 2007257490 A JP2007257490 A JP 2007257490A JP 2009087812 A JP2009087812 A JP 2009087812A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sealed battery
- porous body
- electrode
- sealed
- electrode body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 18
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 23
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- -1 nickel metal hydride Chemical class 0.000 description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 7
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 5
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 5
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 229920001652 poly(etherketoneketone) Polymers 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 2
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 1
- 229920001893 acrylonitrile styrene Polymers 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- VBZWSGALLODQNC-UHFFFAOYSA-N hexafluoroacetone Chemical compound FC(F)(F)C(=O)C(F)(F)F VBZWSGALLODQNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920001485 poly(butyl acrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920003055 poly(ester-imide) Polymers 0.000 description 1
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920000636 poly(norbornene) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002627 poly(phosphazenes) Polymers 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000412 polyarylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920000120 polyethyl acrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N prop-2-enenitrile;styrene Chemical compound C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
【課題】密閉型電池内に金属異物等の異物が存在する場合でも、密閉型電池の短絡、性能劣化等を抑制することができる密閉型電池を提供する。
【解決手段】正極と負極とを有する電極体と前記電極体を収容する密閉容器とを備える密閉型電池であって、前記密閉容器と前記電極体との間に電気絶縁性を有する多孔質体が配置され、前記多孔質体は、前記密閉型電池内の異物を捕集する。
【選択図】図１
【解決手段】正極と負極とを有する電極体と前記電極体を収容する密閉容器とを備える密閉型電池であって、前記密閉容器と前記電極体との間に電気絶縁性を有する多孔質体が配置され、前記多孔質体は、前記密閉型電池内の異物を捕集する。
【選択図】図１
Description
本発明は、密閉型電池の技術に関する。
携帯機器、電動工具、電気自動車等の発達に伴い、高エネルギ密度、高出密度を有する密閉型電池の需要が急激に高まっている。一般的に、密閉型電池は、正極と負極とを有する電極体、電解液、電極体と電解液とを収容する密閉容器蓋体を備えるものであり、例えば、アルカリマンガン乾電池等の一次電池、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池等がある。
密閉型電池は、その組み立て中等に異物が混入する場合がある。特に密閉型電池内に金属異物が混入すると、内部短絡が引き起こされる場合がある。内部短絡のメカニズムは、金属異物が正極材料に付着すると、正極の高い電位によって電解液中に金属イオンとして溶解する。その金属イオンが負極に到達すると金属として析出する。そして、析出した金属が正極に向かって成長することで内部短絡が引き起こされる。
密閉型電池内へ金属異物等の異物が混入することを防止するために、通常、密閉型電池の組み立てはクリーンルームで行われる。また、組み立て中に電極体に付着した金属異物は、エアブロー、吸引、磁力吸着、研磨テープによる拭き取り等により除去される。
また、例えば、特許文献１には、正極を作製後、電解液槽に浸漬させて予備充電を行い、導電性異物を溶解した後、正極と負極とを密閉容器に収容して、電解液を注入することにより、正極中に混入した金属異物を予め除去する方法が提案されている。
また、例えば、特許文献２には、アルカリ二次電池の芯材を洗浄液で洗浄する工程と、芯材を回転させることによって芯材の表面から洗浄液を除去する工程と、芯材を乾燥させる工程とを備えることによって、芯材に混入している金属異物としての銅を除去する方法が提案されている。
しかし、特許文献１，２の方法では、密閉型電池を組み立てる際に、金属異物等の異物が密閉型電池内に混入することを防止することはできても、組み立て後、電極体を構成する材料が、長期の使用により劣化して電極体から剥離又は溶解し、それらが金属異物となって、密閉型電池を短絡させる場合がある。または、金属異物が腐食し、密閉型電池の性能を劣化させる場合がある。
そこで、本発明の目的は、密閉型電池内に金属異物等の異物が存在する場合でも、密閉型電池の短絡、性能劣化等を抑制することができる密閉型電池を提供することにある。
本発明は、正極と負極とを有する電極体と前記電極体を収容する密閉容器とを備える密閉型電池であって、前記密閉容器と前記電極体との間に電気絶縁性を有する多孔質体が配置され、前記多孔質体は、前記密閉型電池内の異物を捕集する。
前記密閉型電池において、前記多孔質体は、繊維状多孔質体であることが好ましい。
また、前記密閉型電池において、前記多孔質体は、電極体を収容する袋状であることが好ましい。
また、前記密閉型電池において、前記多孔質体の平均細孔径は、２０μｍ〜１００μｍの範囲であることが好ましい。
また、前記密閉型電池において、前記密閉型電池と前記多孔質体との間に非多孔質絶縁性シートを配置することが好ましい。
本発明によれば、正極と負極とを有する電極体と電極体を収容する密閉容器とを備える密閉型電池であって、密閉容器と電極体との間に電気絶縁性を有する多孔質体を配置し、多孔質体が密閉容器内の異物を捕集することによって、密閉型電池内に金属異物等の異物が存在する場合でも、密閉型電池の短絡、性能劣化等を抑制することができる密閉型電池を提供することができる。
本発明の実施の形態について以下説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る密閉型電池の構成の一例を示すも模式断面図である。密閉型電池には、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解液二次電池、アルカリ系二次電池及び各種一次電池等がある。図１に示すように、密閉型電池１は、電極体１０、電解液（不図示）、密閉容器１２、多孔質体１４を備えるものである。
電極体１０とは、充放電を行うための電気化学的な要素である。電極体１０は、不図示の正極と負極とをセパレータを介して倦回、積層等したものである。また、電極体１０の正極側には正極リード１６、負極側には負極リード１８が溶接される。リチウムイオン二次電池の場合、例えば、正極は、アルミ箔に正極活物質（例えば、ＬｉＣｏＯ2等）が塗布されたものであり、負極は、銅箔に負極活物質（例えば、黒鉛等）が塗布されたものである。また、セパレータは、正極と負極とを電気的、物理的に離間するものであり、例えば、ポリエチレン樹脂膜等の多孔質性樹脂膜等である。
電解液は、密閉型電池１の種類により適宜選択されるものであり、リチウムイオン二次電池の場合、例えば、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合溶媒に、ＬｉＰＦ6を溶解したもの等を用いることができる。
密閉容器１２は、外装缶２０、封口板２２を備える。封口板２２には、正極リード１６と接続する正極端子２４、負極リード１８と接続する負極端子２６が設けられている。外装缶２０と封口板２２とは、カーリング等のかしめ、接着剤等により密閉される。また、密閉容器１２を構成する材料は、密閉容器１２内の電解液に対して耐食性を有するものであれば特に制限されるものではなく、例えば、アルミ、ステンレス等の金属等が使用される。
多孔質体１４は、図１に示すように、密閉容器１２と電極体１０との間に配置される。また、多孔質体１４は、密閉容器１２と電極体１０間、電極体１０の正極と負極間等の電気的接触を防止するために絶縁性を有するものである。また、多孔質体１４は、密閉型電池１内に存在する金属異物等の異物を捕集することができるものである。主に、金属異物等の異物は、多孔質体１４に形成される細孔により捕集される。金属異物及び異物とは、密閉型電池１を組み立てる際に混入するもの、組み立て後、電極体１０から剥離又は溶解するもの等である。
多孔質体１４の平均細孔径は、金属異物等の異物を捕集することができる大きさであれば特に制限されるものではないが、２０μｍ〜１００μｍの範囲であることが好ましい。特に密閉型電池の短絡、性能劣化に影響を及ぼす金属異物は、２０μｍ程度の大きさのものが密閉型電池１に混入し又は電極体１０から剥離等する場合が多い。そのため、多孔質体１４の平均細孔径が２０μｍより小さいと、金属異物を捕集することが困難となる場合があり、１００μｍより大きいと、捕集した金属異物を多孔質体１４内に留めておくことが困難となる場合がある。多孔質体１４の平均細孔径は、ＳＥＭ測定により画像上で任意の１０箇所を選択し、それら１０箇所の孔径の平均値である。
多孔質体１４の膜厚は、特に制限されるものではないが、２０μｍ以上であることが好ましい。多孔質体の膜厚が２０μｍより小さいと、金属異物が多孔質体１４を突き破り内部短絡を引き起こす場合がある。
多孔質体１４は、絶縁性を有し、金属異物等の異物を捕集することができれば高分子系材料により得られるもの、無機系材料により得られるもの等の構成材料には特に制限されるものではない。
本実施形態の多孔質体１４を構成する高分子系材料は、特に制限されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂等のフッ素系樹脂、フッ化ビニリデン系樹脂、ヘキサフルオロプロピレン系樹脂、ヘキサフルオロアセトン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＯ）等のポリアリーレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアリレート、ポリアリール、ポリスルホン（ポリサルホン）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）（ポリエーテルサルホン）、ポリウレタン類、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）等のポリエーテルケトン類、ポリアクリル酸ブチル、ポリアクリル酸エチル等のポリアクリル酸エステル類、ポリブトオキシメチレンなどのポリビニルエステル類、ポリシロキサン類、ポリサルファイド類、ポリフォスファゼン類、ポリトリアジン類、ポリカーボラン類、ポリノルボルネン、ポリイソブチレンなどのポリアルケン類、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のメタクリレート系樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）等のスチレン系樹脂等が挙げられる。しかし、これらに限定されるものではない。
多孔質体１４を構成する無機系材料は、例えば、ゼオライト、ジルコニア、シリカ、アルミナ、チタニア等のセラミック材料等が挙げられる。しかし、これらに限定されるものではない。また、多孔質体１４を構成する材料は、上記無機系材料及び高分子系材料との混合物であってもよい。
高分子系材料を用いた多孔質体１４の作製方法は特に制限されるものではないが、例えば、上記樹脂及び細孔形成用粉末を混合し、溶融押し出し成形等の公知の成形法によってシート化する。得られたシートを水又は硫酸等の酸浴中に浸漬して、細孔形成用粉末を溶出させることにより、シートに細孔が形成される。その後、シートを乾燥させることにより、本実施形態に係る多孔質体１４が得られる。細孔形成用粉末の粒径、混合率等を制御することにより、得られる多孔質体１４の細孔径を制御することができる。細孔形成用粉末は、ポリビニルアルコール等の水溶性の樹脂等であれば特に制限されるものではない。
細孔の形成は上記のように化学的方法に限定されるものではない。その他の例として、例えば上記樹脂を溶融押し出し成形等の公知の成形法によって得られたシートに所望の径を有する針（剣山）等を刺して、細孔を形成してもよい。または、得られたシートに例えば、チタン・サファイア結晶を媒質とするレーザや色素レーザを再生・増幅して得られたパルスレーザ、エキシマレーザやＹＡＧレーザ（Ｎｄ−ＹＡＧレーザ等）等を用いて、細孔を形成してもよい。上記レーザの照射回数、照射時間、周波数等によって細孔系を制御することができる。
無機系材料を用いた多孔質体１４の作製方法は、特に制限されるものではないが、例えば、上記無機系材料をシート化し、上記説明した針、レーザ等を用いて細孔を形成してもよいし、ゾルゲル法、CVD法、電極酸化法等の公知の方法等によって、細孔を有するシート（膜）を形成してもよい。
本実施形態に係る多孔質体１４は、細孔を多孔質体１４全体に容易に形成することができる点で、繊維状であることが好ましい。
繊維状の多孔質体１４の形態としては、不織布、織布等が挙げられるが、細孔径、空隙率、目付け量等の制御が容易である点で、不織布が好ましい。繊維状の多孔質体１４を構成する材料は、上記例示した樹脂を繊維化したもの、ガラス繊維、セラミックファイバー等が挙げられる。特に繊維化し易く、不織布等の繊維状多孔質体を形成し易い点で、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン等の樹脂は、繊維化し易く、不織布等の繊維状多孔質体を作製し易い点で好ましい。不織布、織布等は公知の方法により形成される。
繊維状の多孔質体１４を構成する繊維の径は、特に制限されるものではないが、強度等の点で１０μｍ〜１００μｍの範囲であることが好ましい。
繊維状の多孔質体１４の膜厚、空隙率、目付量等は上記規定した範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る多孔質体１４は、電極体１０と密閉容器１２との間に配置されていれば、電極体１０の一部と当該一部に対向する密閉容器１２との間であっても、電極体１０全体と密閉容器１２全体との間であってもよい。電極体１０の一部と密閉容器１２の一部との間に配置される場合には、例えば、電極体１０のうち金属異物が発生し易い部分（例えば、電極体１０の端部、電極体１０に溶接された正極リード１６又は負極リード１８の近傍等）と当該部分に対向する密閉容器１２部分との間に多孔質体１４が配置されることが好ましい。
図２は、本発明の実施形態に係る密閉型電池の構成の一例を示す分解模式図である。図２に示すように、多孔質体１４は、電極体１０を収容することができるような袋状のものであることが好ましい。これにより、電極体１０と密閉容器との接触による内部短絡等を抑制することができ、また、電極体１０から溶出又は剥離する金属異物をより効果的に捕集することができる。また、接着剤等を用いて電極体１０又は密閉容器１２の内側に多孔質体１４を貼り付けてもよい。
図３は、本発明の他の実施形態に係る密閉型電池の構成の一例を示す模式断面図である。図３に示すように、密閉型電池２は、多孔質体１４と密閉容器１２（外装缶２０）との間に非多孔質絶縁性シート２８を備えるものである。図３に示す密閉型電池２において、図１に示す密閉型電池１と同様の構成については同一の符号を付してある。
本実施形態における多孔質体１４は電気絶縁性を有するため、非多孔質絶縁性シート２８は必ずしも必要ではないが、多孔質体１４が多量に金属異物を捕集した場合、多孔質体１４が導電性を有する場合がある。そのため、多孔質体１４の電気絶縁性を補うことができる点で、多孔質体１４と密閉容器１２との間に非多孔質絶縁性シート２８を備えることが好ましい。また、多孔質体１４が、電極体１０の一部と当該一部に対向する密閉容器１２の一部との間に配置されている場合は、電極体１０と密閉容器１２との接触等による内部短絡を抑制するため、少なくとも密閉容器１２の外装缶２０の内側全周に絶縁シートを設けることが好ましい。また、接着剤等を用いて非多孔質絶縁性シート２８と多孔質体１４、非多孔質絶縁性シート２８と密閉容器１２とを貼り付けてもよい。
次に、密閉型電池の製造方法の一例について説明する。
不図示の正極と負極とをセパレータを介して倦回、積層等した電極体１０の正極側に正極リード１６、負極側に負極リード１８を溶接する。次に、溶接した正極リード１６を封口板２２に設けられた正極端子２４に溶接し、溶接した負極リード１８を封口板２２に設けられた負極端子２６に溶接する。
電極体１０を外装缶２０に収容する前に、電極体１０を電解液の浸した浴槽中にディッピングさせる。ディッピング時には、エアノズル等によりエアを流し、電解液を対流させることが好ましい。これにより、電極体１０への電解液の浸透を早くすることができ、また、電極体１０中に存在する金属異物等の異物を洗浄することができる。
正極と負極とを積層することにより得られる積層タイプの電極体より、正極と負極とを倦回することにより得られる倦回タイプの電極体は、電極体中に金属異物が侵入し易く、また電解液の浸透も遅い。そのため、特に倦回タイプの電極体を用いる場合には、上記のように、電池ケース収容前に、電解液中にディッピングさせ、エアノズル等により電解液を対流させることが好ましい。
外装缶２０に上記説明した多孔質体１４を収容し、電解液を注入する。この際、多孔質体１４の一部を外装缶２０外に出しておき、電極体１０と共に外装缶２０に収容することが好ましい。そして、封口板２２と外装缶２０とをカーリング等のかしめ、接着剤等により封口することにより、密閉型電池が得られる。
以上のように本実施形態では、正極と負極とを有する電極体と電極体を収容する密閉容器とを備える密閉型電池であって、密閉容器と電極体との間に、電気絶縁性を有し、密閉容器内の異物を捕集する多孔質体を配置することにより、密閉型電池内に存在する金属異物等の異物を捕集し、密閉型電池の短絡、性能劣化等を抑制することができる。
１，２ 密閉型電池、１０ 電極体、１２ 密閉容器、１４ 多孔質体、１６ 正極リード、１８ 負極リード、２０ 外装缶、２２ 封口板、２４ 正極端子、２６ 負極端子、２８ 非多孔質絶縁性シート。
Claims (5)
- 正極と負極とを有する電極体と前記電極体を収容する密閉容器とを備える密閉型電池であって、
前記密閉容器と前記電極体との間に電気絶縁性を有する多孔質体が配置され、前記多孔質体は、前記密閉型電池内の異物を捕集することを特徴とする密閉型電池。 - 請求項１記載の密閉型電池であって、前記多孔質体は、繊維状多孔質体であることを特徴とする密閉型電池。
- 請求項１又は２記載の密閉型電池であって、前記多孔質体は、袋状であることを特徴とする密閉型電池。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載の密閉型電池であって、前記多孔質体の平均細孔径は、２０μｍ〜１００μｍの範囲であることを特徴とする密閉型電池。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載の密閉型電池であって、前記密閉型電池と前記多孔質体との間に非多孔質絶縁性シートを配置することを特徴とする密閉型電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007257490A JP2009087812A (ja) | 2007-10-01 | 2007-10-01 | 密閉型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007257490A JP2009087812A (ja) | 2007-10-01 | 2007-10-01 | 密閉型電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009087812A true JP2009087812A (ja) | 2009-04-23 |
Family
ID=40660955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007257490A Pending JP2009087812A (ja) | 2007-10-01 | 2007-10-01 | 密閉型電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009087812A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012028033A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | 二次電池 |
| JP2013219027A (ja) * | 2012-03-15 | 2013-10-24 | Toshiba Corp | 非水電解質二次電池 |
| WO2014117900A1 (de) * | 2013-01-31 | 2014-08-07 | Robert Bosch Gmbh | Batteriezelle mit schutzfolie und verbessertem sicherheitsverhalten |
| JP2015041589A (ja) * | 2013-08-23 | 2015-03-02 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液電池およびその製造方法 |
| WO2020090409A1 (ja) * | 2018-10-29 | 2020-05-07 | 三洋電機株式会社 | 角形蓄電装置 |
| WO2021024631A1 (ja) | 2019-08-07 | 2021-02-11 | 三洋電機株式会社 | 電池 |
| WO2021024630A1 (ja) | 2019-08-07 | 2021-02-11 | 三洋電機株式会社 | 電池 |
| WO2021024629A1 (ja) | 2019-08-07 | 2021-02-11 | 三洋電機株式会社 | 電池 |
| CN112997346A (zh) * | 2018-11-28 | 2021-06-18 | 三洋电机株式会社 | 电池及其制造方法 |
-
2007
- 2007-10-01 JP JP2007257490A patent/JP2009087812A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012028033A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | 二次電池 |
| US9077043B2 (en) | 2010-07-20 | 2015-07-07 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Secondary battery cell |
| JP2013219027A (ja) * | 2012-03-15 | 2013-10-24 | Toshiba Corp | 非水電解質二次電池 |
| CN105122529A (zh) * | 2013-01-31 | 2015-12-02 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有保护膜和改善的安全特性的电池单体 |
| WO2014117900A1 (de) * | 2013-01-31 | 2014-08-07 | Robert Bosch Gmbh | Batteriezelle mit schutzfolie und verbessertem sicherheitsverhalten |
| US10026933B2 (en) | 2013-08-23 | 2018-07-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Nonaqueous electrolyte battery and manufacturing method thereof |
| JP2015041589A (ja) * | 2013-08-23 | 2015-03-02 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液電池およびその製造方法 |
| WO2020090409A1 (ja) * | 2018-10-29 | 2020-05-07 | 三洋電機株式会社 | 角形蓄電装置 |
| JP7391034B2 (ja) | 2018-10-29 | 2023-12-04 | パナソニックホールディングス株式会社 | 角形蓄電装置 |
| CN112997346A (zh) * | 2018-11-28 | 2021-06-18 | 三洋电机株式会社 | 电池及其制造方法 |
| WO2021024631A1 (ja) | 2019-08-07 | 2021-02-11 | 三洋電機株式会社 | 電池 |
| WO2021024630A1 (ja) | 2019-08-07 | 2021-02-11 | 三洋電機株式会社 | 電池 |
| WO2021024629A1 (ja) | 2019-08-07 | 2021-02-11 | 三洋電機株式会社 | 電池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2009087812A (ja) | 密閉型電池 | |
| JP5062322B2 (ja) | 空気二次電池 | |
| JP5495210B2 (ja) | 複合多孔質膜、複合多孔質膜の製造方法並びにそれを用いた電池用セパレーター | |
| JP3371839B2 (ja) | リチウム二次電池及びリチウム二次電池用電極の製造方法 | |
| JP2010073533A (ja) | 充放電可能な電池 | |
| JP2006059733A (ja) | 電子部品用セパレータ及びその製造方法 | |
| JP4812266B2 (ja) | 電子部品用セパレータ及びその製造方法 | |
| US20120288736A1 (en) | Energy storage apparatus and method for manufacturing the same | |
| KR102062123B1 (ko) | 전기 화학 디바이스 | |
| JP6401197B2 (ja) | 電気化学デバイス及び電気化学デバイスの製造方法 | |
| US9093721B2 (en) | Dual-function air cathode nanoarchitectures for metal-air batteries with pulse-power capability | |
| JPWO2020110976A1 (ja) | 電池及びその製造方法 | |
| JP6401198B2 (ja) | 電気化学デバイス及び電気化学デバイスの製造方法 | |
| JP2011187343A (ja) | 電池用電極の製造方法 | |
| JP4495516B2 (ja) | 電子部品用セパレータ及びその製造方法 | |
| CN108666632B (zh) | 电化学器件 | |
| JP2005347177A (ja) | アルカリ電池 | |
| JP2018148230A (ja) | 電気化学デバイス及び電気化学デバイスの製造方法 | |
| JP2006351365A (ja) | 電子部品用セパレータおよび電子部品 | |
| JP6068228B2 (ja) | セパレータ、金属空気二次電池およびセパレータの製造方法 | |
| JP2010212130A (ja) | 二次電池 | |
| JP2008159497A (ja) | 電気化学素子用集電材及び電気化学素子 | |
| JP2014010974A (ja) | セパレータ、蓄電装置及び二次電池並びにセパレータの製造方法 | |
| JP4580139B2 (ja) | 電池用集電材及びこれを用いた電池 | |
| JP2012221756A (ja) | 非水系二次電池用セパレータ及びこれを用いた電池 |