JP2010113929A - 密閉型電池 - Google Patents
密閉型電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010113929A JP2010113929A JP2008285086A JP2008285086A JP2010113929A JP 2010113929 A JP2010113929 A JP 2010113929A JP 2008285086 A JP2008285086 A JP 2008285086A JP 2008285086 A JP2008285086 A JP 2008285086A JP 2010113929 A JP2010113929 A JP 2010113929A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutoff valve
- current cutoff
- case
- connection member
- current
- 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.)
- Granted
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 14
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 abstract description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 14
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 10
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- -1 nickel metal hydride Chemical class 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 2
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
- H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
- H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
- H01M50/152—Lids or covers characterised by their shape for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
- H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
- H01M50/171—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids using adhesives or sealing agents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
- H01M50/578—Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
- H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
Abstract
【解決手段】本発明によって提供される密閉型電池10では、電流遮断弁22と、該電流遮断弁に隣接する部位に係合孔部34が形成された接続部材30とが設けられており、該電流遮断弁はその一部が係合孔部に嵌合した状態で該係合孔部の周縁と線状に接合されることによって接続部材と通電可能に接続されており、電池ケース40の内圧が所定レベルを超えて上昇した際には、電流遮断弁が該内圧によりケースの外方に向けて変形して該電流遮断弁が接続部材から分離することによって該接続部材と電流遮断弁との電気的接続が断たれるように構成されている。
【選択図】図1A
Description
ところで、この種の電池を充電処理する際、不良電池の存在や充電装置の故障による誤作動があった場合、電池に通常以上の電流が供給され過充電状態に陥ることが想定される。かかる過充電等の電池異常の際には、密閉された電池ケースの内部でガスが発生して該ケースの内圧が上昇し、当該異常内圧(ガス圧)によって電池が膨らむ、更にはケースが破損する等の不具合が発生し得る。このような異常時に対処すべく、従来技術として、密閉された電池ケースの内圧が異常に上昇すると、電流を遮断し且つ内圧を開放する電流遮断弁を備えた電池構造が提案されている。
例えば、特許文献1及び2には、異常な内圧が作用すると破断される破断金属箔を介して、電極体の連結部(接続部材)に接続された電流遮断弁を備え、該電流遮断弁に異常な圧力が作用すると破断金属箔が切断されて該電流遮断弁が連結部(接続部材)から分離されて電流を遮断するように構成されてなる密閉型電池が開示されている。また、特許文献3には、関連する技術として電流遮断弁の構造の一例が記載されている。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、異常時には確実に電流を遮断し得る電流遮断機構であって正常時には内部抵抗の上昇(増加)を防ぎつつ比較的大きな電流を放電可能な構造の電流遮断機構を備えた密閉型電池を提供することである。
ここで開示される一つの態様の電池では、上記電極体と電気的に接続される接続部材であって、該電流遮断弁に隣接する部位に係合孔部が形成された接続部材が設けられており、上記電流遮断弁は、その一部が上記係合孔部に嵌合した状態で該係合孔部の周縁と線状に接合されることによって上記接続部材と通電可能に接続されている。また、他の一つの態様の電池では、上記電極体と電気的に接続される接続部材であって、該電流遮断弁に隣接する部位に係合孔部が形成された接続部材が設けられており、上記電流遮断弁は、その一部が上記係合孔部に嵌合した状態で該係合孔部の内壁と接触している面において接合されることによって上記接続部材と通電可能に接続されている。
そして、ここで開示される電池では、何らかの理由によって上記ケースの内圧が所定レベルを超えて上昇した際(異常内圧上昇時)には、上記電流遮断弁が該内圧によりケースの外方に向けて変形してさらには該電流遮断弁が上記接続部材から分離することによって該接続部材と電流遮断弁との電気的接続が断たれるように構成されていることを特徴とする。
このように、係合孔部の周縁部(及び/又は係合孔部の内壁部)を利用して電気遮断弁と接続部材とを線状に接合若しくは面で接合することにより、上記のような内部抵抗増大の原因となる金属箔等の他の部材を介在させることなく電気遮断弁と接続部材(延いては電極体)との直接の電気的接続が実現される。また、線状接合(即ち、孔の周縁を利用した環状に延びる接合構造)及び/又は面接合(即ち、係合孔部の内壁面を利用した面状に拡がる接合構造)であるため、従来のスポット溶接等によって電流遮断弁と金属箔とを点状に接合する場合と比べて接触面積即ち導通面積を広く確保することができる。
従って、本発明によると、内部抵抗を増大させることなく、比較的大電流を通電するのに適する電流遮断機構を備える密閉型電池を提供することができる。このことから、ここで開示される電池は、電源として電気自動車やハイブリッド車に搭載される車載用二次電池として好適である。
かかる構成の密閉型電池では、電池ケース内の内圧上昇に伴って電流遮断弁が変形した際に上記接続部材の一部が破断することにより確実に電流を遮断することができる。また、本態様の電池では当該破断部分が電流遮断弁と接続部材との接合部分とは異なる部分に形成される。このため、電流遮断弁と接続部材との接合は強固に(即ち内圧上昇によっても容易には分離しない程度に)行うことができるので、正常時における当該接合部分の導電性を高いレベルに維持することができる。従って、本態様の密閉型電池は、比較的大電流を通電するのに適する電流遮断機構付き密閉型電池として好ましい。
或いはまた、さらに好ましくは、上記接続部材における上記破断する部分には、該破断を助長し得るスリットが予め形成されている。このようなスリット形成によっても、内圧上昇時には当該部分の破断が容易となり、より確実に(より迅速に)電流遮断を行うことができる。上記薄肉形成部分に更にスリットを設けることが特に好ましい。
かかる構成の密閉型電池では、電流遮断弁が作動(変形)して上記のように電流を遮断した後でさらに内圧が上昇した際に、電流遮断弁の一部が破断してケース内部の気密性を解除してケース内外の通気を行うことができる。このため、何らかの異常によってケース内圧が高まった際には、電流遮断に続き、ケース内で発生したガスを確実に開放することができる。このため、当該電池の破損や周囲への影響を未然に防止することができる。
かかる形態の円筒型の電池は、円板形状の接続部材(典型的にはケース内の電極体又は該電極体からのリード部材と連結した導電部材)の中央部分に設けた係合孔部に上記円板形状の電流遮断弁の中央部分が嵌合し、その係合孔部の周縁と電流遮断弁の嵌合部分の周囲が線状(環状)に接合する。或いは、その係合孔部の内壁と電流遮断弁の嵌合部分の該内壁に接触する部分が面(当該係合孔部内壁において環状に拡がる面)として接合する。このため、内部抵抗を増大させることなく、比較的大電流を通電するのに適する円筒形状の電流遮断機構付き密閉型電池を提供することができる。
本発明は種々の種類の電池に適用できる。例えば、比較的高容量で大電流の充放電が行われる類の電池、例えば、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、鉛蓄電池、ニッケル−亜鉛電池、等の二次電池に好適に適用される。或いは、電気二重層キャパシタにも好適に適用される。従って、本発明に関して「電池」は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等のいわゆる化学電池の他、電気二重層キャパシタのように、化学電池(例えばリチウムイオン電池)と同様の産業分野で同様に使用され得る蓄電素子(物理電池)を包含する。
図1Aは、本実施形態に係る円筒型の密閉型リチウムイオン電池10(以下、単に「電池」という。)の正常時の構成を示す断面図(一部は外形を示す側面図)である。また、図1Bは、当該正常時における電池10の要部(即ち電流遮断弁22と接続部材の中央部とその周囲)を示す部分断面図である。
これら電流遮断弁22と接続部材30は、蓋体20と同様の直径サイズの円板形状に形成されており、図1Aに示すように、それらの周縁部は相互に重ね合わされ、ケース40の開口部42にガスケット(EPDM等のゴム製、または絶縁性樹脂製)44を介して取り付けられている。具体的には、接続部材30と絶縁性樹脂から成る環形状の絶縁部材(絶縁パッキン材)21と電流遮断弁22と蓋体20とがこの順序で積層され、それら積層された部分をガスケット44で挟み込むようにしてケース40の開口部42にカシメ固定されている。
このようにガスケット44を介してカシメることにより、蓋体(外部正極端子)20とケース(外部負極端子)40との間を絶縁すると共に、電流遮断弁22が両者の隙間を塞いで電池の密閉構造が構築されている。また、図示されるように、絶縁部材21が介在することによって、外周縁部分における接続部材30と電流遮断弁22との導通(電気的接続)が防止されている。
好ましくはアルミニウム等の正極を構成する金属(又は合金)製の接続部材30の中央部分(典型的には本実施形態のように円板形の中心部)には、本実施形態に係る係合孔部34が貫通孔として形成されている。また、図1Bに示すように、係合孔部34の周囲には、それよりも外周の接続部材本体部分よりも薄肉である薄肉部36が形成されている。特に限定されないが、薄肉部36の厚さは0.1〜0.2mm程度が適当である。さらに、接続部材30の内側(電極体80に面する側)において、薄肉部36の外縁近傍には、図1Bに示すように、当該外縁に沿って環状にスリット(切り込み)37が形成されている。特に限定されないが、スリット(切り込み)は薄肉部の厚さの1/3〜1/2程度、例えば0.05mm程度の深さで形成されているのが好ましい。
また、絶縁部材30の中央部の薄肉部36よりも外方にはガス抜き用の通気孔38が幾つか(本実施形態では計5カ所)形成されている。そして、接続部材30の内側(電極体80に面する側)には、本実施形態に係るリード部材50、即ち電極体80の図示しない正極と接続した集電部材50が連結している。これにより、電極体80と当該接続部材30とは、リード部材50を介して電気的に接続されている。なお、リード部材50と電極体80との接続(溶接)は、従来の同形状のリチウムイオン電池と同様でよく、本発明を特徴付けるものではないため、詳細な説明は省略する。
また、電流遮断弁22の蓋体20側の表面側(図では上面側)には、凸状部24の外周において、環状にスリット26が形成されている。これにより後述するように異常内圧が生じた場合には、電流遮断弁22が当該スリット26の部分を破断し、ケース内部のガスを放出することができる。
図2に示すように、ケース40内の内圧が何らかの原因によって所定レベルを超えて上昇した際、そのガス圧によって正常時にはケース内方(図では下方)に向けて湾曲していた中央寄り部分23が上方へ押し上げられるように変形(この実施形態では上下反転)し、該変形と共に接続部材30の薄肉部36が破断する。本実施形態においては、上述のとおり、薄肉部36の一部に上記スリット37が形成されているため、典型的には、図2に示すように、スリット37の部分で接続部材30(薄肉部36)が破断する。なお、このとき、接続部材30の係合孔部34と電流遮断弁22の凸状部24との接合部分は、強固に形成されているため、分離することはない。従って、接続部材30の係合孔部34とその周縁部分は、上記破断後も電流遮断弁22に備えられる。
而して、図2に示す構造から明らかなように、上記スリット37の位置での破断によって接続部材30の本体から電流遮断弁22が分離することによって接続部材30から電流遮断弁22への(及びその逆方向への)電流が遮断される(即ち電気的接続が断たれる。)。
本実施形態に係る電極体80は、通常のリチウムイオン電池の電極体と同様、シート状正極(正極シート)とシート状負極(負極シート)を計2枚のシート状セパレータと共に積層し、さらに当該正極シートと負極シートとをややずらしつつ捲回した捲回電極体80である。
かかる捲回電極体80の捲回方向に対する横方向において、ややずらしつつ捲回された結果として、正極シートおよび負極シートの端の一部がそれぞれ捲回コア部分(即ち正極シートの正極活物質層形成部分と負極シートの負極活物質層形成部分とセパレータとが密に捲回された部分)から外方にはみ出ている。かかる正極側はみ出し部分(即ち正極活物質層の非形成部分)に上記リード部材50の一端が付設され、上述のとおり、正極外部端子たる蓋体20まで電気的に接続される。なお、負極側はみ出し部分(即ち負極活物質層の非形成部分)は、負極側集電板(図示せず)を介してケース40に電気的に接続されている。
而して、電極体80を上記電解液とともにケース40に収容し、上述したようにガスケット44と絶縁部材21を介して蓋体20、電流遮断弁22及び接続部材をケース40に取り付けて封止することにより本実施形態の電池10は構築される。
10 電池
20 蓋体
22 電流遮断弁
24 凸状部
26 スリット
30 接続部材
34 係合孔部(貫通孔)
34A 内壁
36 薄肉部
37 スリット
38 通気孔
40 ケース
50 リード部材
80 電極体
100 組電池
Claims (10)
- 正極及び負極を備える電極体と、
前記電極体を収容するケースと、
前記ケース内と外部とのガスの流通を阻止し且つ該ケース内の内圧が所定レベルを超えて上昇した際に変形する電流遮断弁と、
前記電流遮断弁を介して前記電極体と電気的に接続される正負いずれかの外部端子と、を備える密閉型電池であって、
前記電極体と電気的に接続され、前記電流遮断弁に隣接する部位に係合孔部が形成された接続部材が設けられており、
前記電流遮断弁は、その一部が前記係合孔部に嵌合した状態で該係合孔部の周縁と線状に接合されることによって前記接続部材と通電可能に接続されており、
前記ケースの内圧が所定レベルを超えて上昇した際には、前記電流遮断弁が該内圧により前記ケースの外方に向けて変形して該電流遮断弁が前記接続部材から分離することによって該接続部材と電流遮断弁との電気的接続が断たれるように構成されていることを特徴とする、密閉型電池。 - 正極及び負極を備える電極体と、
前記電極体を収容するケースと、
前記ケース内と外部とのガスの流通を阻止し且つ該ケース内の内圧が所定レベルを超えて上昇した際に変形する電流遮断弁と、
前記電流遮断弁を介して前記電極体と電気的に接続される正負いずれかの外部端子と、を備える密閉型電池であって、
前記電極体と電気的に接続され、前記電流遮断弁に隣接する部位に係合孔部が形成された接続部材が設けられており、
前記電流遮断弁は、その一部が前記係合孔部に嵌合した状態で該係合孔部の内壁と接触している面において接合されることによって前記接続部材と通電可能に接続されており、
前記ケースの内圧が所定レベルを超えて上昇した際には、前記電流遮断弁が該内圧により前記ケースの外方に向けて変形して該電流遮断弁が前記接続部材から分離することによって該接続部材と電流遮断弁との電気的接続が断たれるように構成されていることを特徴とする、密閉型電池。 - 前記電流遮断弁の変形に伴って前記接合された部分よりも外周側において前記接続部材が破断し、前記係合孔部の周縁を含む該接続部材の一部が該電流遮断弁と一緒に該接続部材の本体から分離されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の密閉型電池。
- 前記接続部材における前記電流遮断弁と一緒に分離される部分は、前記接続部材の本体よりも薄肉に形成されていることを特徴とする、請求項3に記載の密閉型電池。
- 前記接続部材における前記破断する部分には、該破断を助長し得るスリットが予め形成されていることを特徴とする、請求項3又は4に記載の密閉型電池。
- 前記ケース内圧がさらに上昇した際に前記接続部材から分離した電流遮断弁の一部が破断して前記ケース内から外部へのガス放出が実現するように構成されている、請求項1〜5のいずれかに記載の密閉型電池。
- 前記電流遮断弁における前記破断する部分には、該破断を助長し得るスリットが予め形成されていることを特徴とする、請求項6に記載の密閉型電池。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の密閉型電池において、
前記ケースは円筒形状に形成されており、
前記接続部材及び前記電流遮断弁は、各々円板形状に形成されているとともに前記円筒形状ケースの長軸方向の一端に設けられており、
ここで前記円板形状の接続部材は、その中央部分に前記係合孔部が形成されており、該係合孔部の周縁部は他の部分よりも薄肉に形成されており、
前記円板形状の電流遮断弁はその中央部分が前記接続部材の中央部分の係合孔部に嵌合した状態で配置されていることを特徴とする、円筒形状の密閉型電池。 - 前記電流遮断弁と電気的に接続される正負いずれかの外部端子は、前記円筒形状ケースの長軸方向の一端を覆う蓋体を構成しており、
前記蓋体形状の外部端子と前記接続部材とは、相互に隣接して前記円筒形状ケースの長軸方向の一端に装着されていることを特徴とする、請求項8に記載の密閉型電池。 - 請求項1〜9のいずれかに記載の密閉型電池を備える車両。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008285086A JP4596289B2 (ja) | 2008-11-06 | 2008-11-06 | 密閉型電池 |
KR1020117012751A KR101310015B1 (ko) | 2008-11-06 | 2009-11-04 | 밀폐형 전지 |
US13/126,773 US8936861B2 (en) | 2008-11-06 | 2009-11-04 | Sealed battery |
CN200980144361.0A CN102210041B (zh) | 2008-11-06 | 2009-11-04 | 密闭型电池 |
PCT/JP2009/068848 WO2010053100A1 (ja) | 2008-11-06 | 2009-11-04 | 密閉型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008285086A JP4596289B2 (ja) | 2008-11-06 | 2008-11-06 | 密閉型電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010113929A true JP2010113929A (ja) | 2010-05-20 |
JP4596289B2 JP4596289B2 (ja) | 2010-12-08 |
Family
ID=42152908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008285086A Active JP4596289B2 (ja) | 2008-11-06 | 2008-11-06 | 密閉型電池 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8936861B2 (ja) |
JP (1) | JP4596289B2 (ja) |
KR (1) | KR101310015B1 (ja) |
CN (1) | CN102210041B (ja) |
WO (1) | WO2010053100A1 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011118359A1 (ja) * | 2010-03-26 | 2011-09-29 | 日立マクセルエナジー株式会社 | 密閉型電池 |
WO2012042743A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | パナソニック株式会社 | アルカリ二次電池 |
JP2013157137A (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 角形二次電池 |
JP2014086319A (ja) * | 2012-10-24 | 2014-05-12 | Toyota Motor Corp | 二次電池 |
JPWO2013154166A1 (ja) * | 2012-04-12 | 2015-12-17 | 株式会社豊田自動織機 | 電流遮断装置及びそれを用いた蓄電装置 |
JP2017059526A (ja) * | 2015-09-16 | 2017-03-23 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池 |
WO2019117342A1 (ko) * | 2017-12-13 | 2019-06-20 | 삼성에스디아이(주) | 이차 전지 |
WO2023176499A1 (ja) * | 2022-03-18 | 2023-09-21 | 株式会社村田製作所 | 電池の安全機構および電池 |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013111318A1 (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-01 | トヨタ自動車株式会社 | 密閉型電池 |
JP5611251B2 (ja) * | 2012-01-27 | 2014-10-22 | トヨタ自動車株式会社 | 密閉型二次電池 |
US10128485B2 (en) * | 2012-05-02 | 2018-11-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Sealed secondary battery |
JP6149744B2 (ja) * | 2014-01-30 | 2017-06-21 | トヨタ自動車株式会社 | 密閉型電池およびその製造方法 |
KR102209831B1 (ko) * | 2014-02-20 | 2021-01-29 | 삼성에스디아이 주식회사 | 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 이차 전지 |
JP6185175B2 (ja) | 2014-07-24 | 2017-08-23 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 二次電池 |
CN105895836B (zh) | 2016-06-27 | 2019-04-05 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 动力电池顶盖及动力电池 |
WO2018030836A1 (en) * | 2016-08-11 | 2018-02-15 | Shin Heung Energy & Electronic Co.,Ltd. | Cap assembly for secondary battery and secondary battery including the cap assembly |
KR101910738B1 (ko) | 2016-08-11 | 2018-10-23 | 신흥에스이씨주식회사 | 이차전지용 캡조립체 및 그 이차전지 |
DE102021120392A1 (de) * | 2021-08-05 | 2023-02-09 | Carl Freudenberg Kg | Energiespeicherzelle |
CN116897460A (zh) * | 2021-12-01 | 2023-10-17 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池单体、电池、用电设备及电池单体的制造方法和设备 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08115714A (ja) * | 1994-10-14 | 1996-05-07 | Hitachi Maxell Ltd | 防爆形密閉電池 |
JPH1186822A (ja) * | 1997-09-09 | 1999-03-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉型電池 |
JP2003308825A (ja) * | 2002-04-10 | 2003-10-31 | E-One Moli Energy (Canada) Ltd | 充電式リチウム電池用ヘッダ |
JP2006351512A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-12-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉型二次電池およびその製造方法 |
JP2009140870A (ja) * | 2007-12-10 | 2009-06-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 密閉電池用端子及び密閉電池 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4855195A (en) * | 1988-07-11 | 1989-08-08 | Eveready Battery Company, Inc. | Electrochemical cell with internal circuit interrupter |
US5188909A (en) * | 1991-09-12 | 1993-02-23 | Eveready Battery Co., Inc. | Electrochemical cell with circuit disconnect device |
US5418084A (en) * | 1992-11-23 | 1995-05-23 | Eveready Battery Company, Inc. | Electrochemical cell having a safety vent closure |
JPH08111571A (ja) * | 1994-10-06 | 1996-04-30 | Toshiba Chem Corp | プリント回路用積層板 |
JP3579206B2 (ja) | 1997-02-28 | 2004-10-20 | 三洋電機株式会社 | 密閉型蓄電池 |
JP2000003702A (ja) * | 1998-06-15 | 2000-01-07 | Alps Electric Co Ltd | 電池の電路遮断機構 |
DE10146957A1 (de) * | 2001-09-24 | 2003-04-17 | Nbt Gmbh | Dicht verschlossener Akkumulator |
JP2005108503A (ja) | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | リチウム二次電池 |
KR100551396B1 (ko) | 2003-10-15 | 2006-02-09 | 삼성에스디아이 주식회사 | 일체형 캡조립체를 갖는 이차전지 및 일체형 캡조립체형성 방법 |
US7687189B2 (en) * | 2004-04-28 | 2010-03-30 | Eveready Battery Company, Inc. | Housing for a sealed electrochemical battery cell |
JP2007227283A (ja) | 2006-02-27 | 2007-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉型電池 |
US7763375B2 (en) | 2006-05-24 | 2010-07-27 | Eveready Battery Company, Inc. | Current interrupt device for batteries |
JP4732239B2 (ja) | 2006-05-29 | 2011-07-27 | 京セラ株式会社 | 無線基地局及び無線基地局の制御方法 |
-
2008
- 2008-11-06 JP JP2008285086A patent/JP4596289B2/ja active Active
-
2009
- 2009-11-04 KR KR1020117012751A patent/KR101310015B1/ko active IP Right Grant
- 2009-11-04 US US13/126,773 patent/US8936861B2/en active Active
- 2009-11-04 WO PCT/JP2009/068848 patent/WO2010053100A1/ja active Application Filing
- 2009-11-04 CN CN200980144361.0A patent/CN102210041B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08115714A (ja) * | 1994-10-14 | 1996-05-07 | Hitachi Maxell Ltd | 防爆形密閉電池 |
JPH1186822A (ja) * | 1997-09-09 | 1999-03-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉型電池 |
JP2003308825A (ja) * | 2002-04-10 | 2003-10-31 | E-One Moli Energy (Canada) Ltd | 充電式リチウム電池用ヘッダ |
JP2006351512A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-12-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉型二次電池およびその製造方法 |
JP2009140870A (ja) * | 2007-12-10 | 2009-06-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 密閉電池用端子及び密閉電池 |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011118359A1 (ja) * | 2010-03-26 | 2011-09-29 | 日立マクセルエナジー株式会社 | 密閉型電池 |
WO2012042743A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | パナソニック株式会社 | アルカリ二次電池 |
US20120208051A1 (en) * | 2010-09-30 | 2012-08-16 | Machiko Tsukiji | Alkaline secondary battery |
JPWO2012042743A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2014-02-03 | パナソニック株式会社 | アルカリ二次電池 |
JP2013157137A (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 角形二次電池 |
US10020146B2 (en) | 2012-04-12 | 2018-07-10 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Current interruption device and electric storage device using same |
JPWO2013154166A1 (ja) * | 2012-04-12 | 2015-12-17 | 株式会社豊田自動織機 | 電流遮断装置及びそれを用いた蓄電装置 |
KR101738279B1 (ko) * | 2012-10-24 | 2017-05-19 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | 전류 차단 기구를 포함하는 2차 전지 |
JP2014086319A (ja) * | 2012-10-24 | 2014-05-12 | Toyota Motor Corp | 二次電池 |
US10224533B2 (en) | 2012-10-24 | 2019-03-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Secondary battery comprising current interrupt device |
JP2017059526A (ja) * | 2015-09-16 | 2017-03-23 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池 |
US10535860B2 (en) | 2015-09-16 | 2020-01-14 | Panasonic Corporation | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
WO2019117342A1 (ko) * | 2017-12-13 | 2019-06-20 | 삼성에스디아이(주) | 이차 전지 |
KR20200067896A (ko) * | 2017-12-13 | 2020-06-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
KR102430747B1 (ko) * | 2017-12-13 | 2022-08-09 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
US11664523B2 (en) | 2017-12-13 | 2023-05-30 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery |
WO2023176499A1 (ja) * | 2022-03-18 | 2023-09-21 | 株式会社村田製作所 | 電池の安全機構および電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2010053100A1 (ja) | 2010-05-14 |
US20110206958A1 (en) | 2011-08-25 |
KR20110082187A (ko) | 2011-07-18 |
US8936861B2 (en) | 2015-01-20 |
CN102210041B (zh) | 2014-01-22 |
JP4596289B2 (ja) | 2010-12-08 |
CN102210041A (zh) | 2011-10-05 |
KR101310015B1 (ko) | 2013-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4596289B2 (ja) | 密閉型電池 | |
JP5084205B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
KR101698258B1 (ko) | 밀폐형 이차 전지 | |
US8980469B2 (en) | Prismatic secondary battery | |
US9196895B2 (en) | Sealed secondary battery | |
JP5454870B2 (ja) | 密閉型電池 | |
EP2254176B1 (en) | Rechargeable battery | |
US9397372B2 (en) | Sealed battery including current interrupting mechanism | |
JP6522418B2 (ja) | 角形二次電池及びそれを用いた組電池、並びにその製造方法 | |
JP5507623B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
US20130196187A1 (en) | Prismatic secondary battery | |
JP2011040391A (ja) | 二次電池 | |
US10403862B2 (en) | Battery | |
JP2006012831A (ja) | 二次電池,二次電池のキャップ組立体,及び二次電池の安全バルブの取り付け方法 | |
US8911889B2 (en) | Battery, vehicle, and battery-operated equipment | |
US20230048822A1 (en) | Power storage device | |
JP5024615B2 (ja) | 密閉型電池 | |
JP4934994B2 (ja) | 密閉型円柱状二次電池 | |
JP2014056716A (ja) | 密閉型二次電池 | |
JP5369900B2 (ja) | 電池、車両及び電池使用機器 | |
JP5510051B2 (ja) | 電池、車両及び電池搭載機器 | |
KR101121205B1 (ko) | 이차전지 | |
JP2007227283A (ja) | 密閉型電池 | |
KR100667944B1 (ko) | 이차 전지와 이에 사용되는 안전밸브 설치 방법 | |
JP2013062113A (ja) | 二次電池およびそれを用いた組電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100204 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100402 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100520 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100709 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100826 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100908 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4596289 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131001 Year of fee payment: 3 |