JP2010531042A - Liイオン電池用cid保持器 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は2007年6月22日に出願された米国仮特許出願第60/936,825号の利益を主張する。上記出願の全教示は参照によって本明細書に援用される。
携帯用電子装置のLiイオン電池は、典型的に、その使用に基づいて充電、放電および蓄電の種々のルーチンを受ける。Liイオンセル化学を用いる電池は、不適切に充電され、ショートし、または高温にさらされる場合にガスを生じることがある。このガスは可燃性であることがあり、かかる電池の信頼性および安全性を損なうことがある。電流遮断装置(CID)は、典型的に、電池内の圧力が所定値よりも高い場合に電池の電流経路を遮断して電池内の任意の過度の内部圧の増大に対する保護を提供するために使用される。CIDは、典型的に、互いに電気的に連絡している第一導電板および第二導電板を含む。次に、第一導電板および第二導電板は、電池の電極および端子のそれぞれと電気的に連絡している。第二導電板は、電池内の圧力が所定値よりも高い場合にCIDの第一導電板から分離し(例えば、変形するまたは脱着する)、電極と端子との間の電流の流れが遮断される。
本発明は、一般的に、低圧CID、かかる低圧CIDを含む電池、例えばリチウムイオン電池、かかる低圧CIDの製造方法、およびかかる電池の製造方法に関する。CIDは、典型的に、第一導電板および第一導電板と電気的に連絡している第二導電板を含む。電気的連絡は、第一導電板と第二導電板との間のゲージ圧が、例えば約4kg/cm2〜約10kg/cm2または約4kg/cm2〜約9kg/cm2の範囲である場合に遮断することができる。
前記のことは、同じ参照特徴が種々の図を通じて同じ部分を示す付随の図面に例示されるように、以下の本発明の実施態様のより詳細な記載から明らかである。図面は、必ずしも一定の比例に拡大されず、代わりに本発明の態様を例示する際に強調される。
この実施例において、第一導電板、第二導電板、2つの導電板間の保持器および端板を含む、CIDの製造方法を図1に示す。
図2A〜2Cに示すように、アルミニウム3003(HO)の平坦なシートを角度のついた縁を有する帽子に似た形状にスタンピングして、第一導電板(以後「圧力ディスク」)を形成した。約0.005インチ(約0.127mm)の厚さ(図2Cの「d」)を有する平坦なアルミニウムシートを使用した。最初に、平坦な先端を有する円錐状の打印器を使用して、平坦なアルミニウムシートを下に押し下げ、円錐状の円錐台、約0.315インチ(約8mm)の直径(図2Cの「a」)を有する基部および基部から約0.03インチ(約0.762mm)の高さ(図2Cの「c」)にある平坦な頂部を形成した。平坦な頂部の直径(図2Cの「b」)は約0.215インチ(約5.46mm)であった。基部と平行な面に対する円錐台の角度は約21度であった。次いで、基部が約0.500インチ(約12.7mm)の直径を有するように、押しつけられたアルミニウムシートの形を整えた。
第二導電板(以後「溶接ディスク」)を順送り型でアルミニウムから製造した。厚さ約0.020インチ(約0.508mm)のアルミニウムストック(3003 H14)を順送り型に送り、複数回のスタンピングおよび圧印加工により、約0.401インチ(約10.2mm)の外径、約0.100インチ(約2.54mm、図3Cの「a」)の直径を有する同一中心のくぼみおよび約0.003インチ(約0.0762mm)の厚さ(図3Cの「c」)を有する部品を作製した。直径約0.040インチ(約1.02mm)の2つの対称的なくぼみ孔が、くぼみの両側の圧力連絡のための板に形成された。孔は、板の中心から約0.140インチ(約3.56mm)の距離に位置した。
射出成形により、図1、図8A、および図8Dに示す保持器リングをポリプロピレン材料で製造した。保持器リングの目的は、圧力ディスクの反転前、反転中、および反転後に、圧力ディスクに対して一定の距離で溶接ディスクを保持することであった。CIDが作動した場合に圧力ディスクの反転は生じた。また、保持器リングは、圧力ディスクの反転後、溶接ディスクと圧力ディスクが電気的に絶縁されることを確実にするために使用された。保持器リングは、溶接ディスクが保持器リングにはめ込まれた後に溶接ディスクを適当な場所に固定する型上の特徴を含んだ。
図4に示されるように、端板は、圧力ディスクを収容するため、および圧力ディスクの円錐台部の反転のために必要な空間を備え得る。この実施例において、電池缶のふたが端板として使用された。端板は、押し付けられたアルミニウム3003シリーズ(H14)から製造された。
組み立ての前に、溶接ディスク(24)、端板(34)および保持器(40)の油をとり、超音波洗浄器中、イソプロパノール(例えば90%イソプロパノール)で洗浄した。洗浄は典型的に約10分間行い、低湿度環境下またはオーブンで、約70℃で乾燥させた。
CIDの部材を図1に示すように組み立てた。圧力ディスク(12)を端板(34)の第一浮き彫り(凹部36)に配置し、円錐状の円錐台を端板から離して向かい合わせた。真空吸引を使用して、圧力ディスクと端板の良好な接触を提供するために、圧力ディスクを端板上にぴったりと引き寄せた。第一導電板12の基部20の中間周囲領域(例えば図1中に示される位置「a」)で貫通溶接することにより、2つの部分を密封して接合した。
正極活物質として、100%のLi1+xCoO2(xは約0〜0.2)、または約80wt%のLi1+xCoO2(xは約0〜0.2)および約20wt%のLi1+x9Mn(2-y9)O4(x9およびy9のそれぞれは独立して約0.05〜0.15)を含む混合物のいずれかを使用してリチウムイオン電池を作製した。該電池のセルの厚さ、セルの幅およびセルの高さはそれぞれ約18mm、約37mmおよび約65〜66mmであった。電池の負極は炭素製であった。約5.5wt%のビフェニル(BP)を電池の電解質に含んだ。電池の正極つまみおよび負極つまみとして、それぞれAlつまみおよびNiつまみを使用した。正極のAlつまみを実施例1に上述のCIDの第二導電板に溶接した。電池の負極のNiつまみを電池のフィードスルーデバイスに溶接した(図8Aおよび図8D参照)。
実施例1に記載されるように作製された、電池セルには取り付けられていないCIDをこの実施例で試験した。これらの試験について、圧力試験固定器は、CID放出圧(CRP)を試験するためにCIDの端板(34)のCID側が圧縮空気または窒素で圧力をかけられ得るように設計した。試験圧は約5バール(ゲージ)で開始し、0.5バールの増加速度で増加させた。それぞれの圧力設定で、圧力増加の前に端板を試験圧で10秒間維持した。圧力の増加はそれぞれの設定の間に、CRPが0.1〜0.2バールの分解能で観察され得るように、段階的に行った。試験結果を図10に要約する。図10に示されるように、CID作動の平均ゲージ圧は約7.7バールであった。
4A. Li1+xCoO2とLi1+x9Mn(2-y9)O4の混合物を含むリチウムイオン電池
実施例の試験のために、正極活物質として実施例2に記載されるような約80wt%のLi1+xCoO2および約20wt%のLi1+x9Mn(2-y9)O4を含む混合物を使用したリチウムイオン電池を、2C充電速度で過充電した。一般的に、「1C」は、1時間にセルが1%から100%の充電の状態まで完全に再充電される充電速度を表す。したがって、「2C」速度では、セルは30分で完全に再充電される。試験された電池のCIDは、約4.2Vの完全充電後、平均して約5〜7.5分で作動した。
実施例の試験のために、実施例2に記載されるように正極活物質として100%のLi1+xCoO2を使用したリチウムイオン電池を使用した。電池を、実施例4Aに上述されるように2C充電速度で過充電した。電池のCIDを作動した際の電池の平均セル表面温度は約65℃であり、セル温度は約72℃までさらに上昇した。図15には、電池のCIDを作動した際の実施例4Aおよび4Bの試験した電池の平均セル表面温度を示し、曲線Aは実施例4Aの電池を示し、曲線Bは実施例4Bの電池を示す。
比較として、それぞれ標準的な100%のLi1+xCoO2セル化学およびCIDを使用した、2種類の18650市販円筒形セル(Sony US18650GR:同一モデルのセルAおよびB)を試験した。これらのセルを、実施例4Aに記載されるように2C充電速度で過充電した。SonyセルのCIDは、図15に示すように(18650セルAについて曲線Cおよび18650セルBについて曲線D)、約94〜96℃と約110〜120℃の間の温度で作動した。CID作動後のセルの温度は上昇し続け、典型的な熱暴走温度に非常に近い約110〜126℃に達した。
代理人整理番号3853.1012-001で2007年6月22日に出願された、発明の名称「Integrated Current-Interrupt Device For Lithium-Ion Cells」の米国特許出願;代理人整理番号3853.1001-015で2007年6月22日に出願された、発明の名称「Lithium-Ion Secondary Battery」の国際出願;2006年6月27日に出願された米国仮特許出願第60/816,775号;2005年9月16日に出願された米国仮特許出願第60/717,898号;2005年12月23日に出願された国際出願第PCT/US2005/047383号;2006年6月23日に出願された米国特許出願第11/474,081号;2006年6月23日に出願された米国特許出願第11/474,056号;2006年6月28日に出願された米国仮特許出願第60/816,977号;2006年7月12日に出願された米国特許出願第11/485,068号;2006年7月14日に出願された米国特許出願第11/486,970号;2006年10月19日に出願された米国仮特許出願第60/852,753号;2008年4月24日に出願された米国仮特許出願第61/125,327号;2008年4月24日に出願された米国仮特許出願第61/125,281号;および2008年4月24日に出願された米国仮特許出願第61/125,285号は全て、その全体において参照により本明細書中に援用される。
本発明は、その例示態様に関して具体的に示され、説明されるが、添付の特許請求の範囲に包含される本発明の範囲から逸脱することなく、形態および詳細における種々の変更が本発明でなされ得ることが当業者には理解されよう。
Claims (76)
- a)以下のものを含む第一導電板:
i)第二端よりも大きい直径を有する第一端、第二端を有する円錐台、
ii)円錐台の第一端の周囲から放射状に伸びる基部、および
iii)円錐台の第二端を封止する本質的に平面なキャップ;
b)第一導電板の本質的に平面なキャップと電気的に接触している第二導電板
を含む、電流遮断装置。 - 第二導電板が溶接部によって第一導電板の本質的に平面なキャップと電気的に接触している、請求項1記載の電流遮断装置。
- 第一導電板と第二導電板とを接続する溶接部が、第一導電板と第二導電板との間のゲージ圧が約4kg/cm2〜約9kg/cm2の範囲である場合に破断する、請求項2記載の電流遮断装置。
- 溶接部が、第一導電板と第二導電板との間のゲージ圧が約7kg/cm2〜約9kg/cm2の範囲である場合に破断する、請求項2記載の電流遮断装置。
- 第二導電板にくぼみが規定され、溶接部がくぼみにある、請求項2記載の電流遮断装置。
- 溶接部が少なくとも1つのスポット溶接部である、請求項5記載の電流遮断装置。
- 少なくとも1つのスポット溶接部がアルミニウムを含む、請求項6記載の電流遮断装置。
- 溶接部が2つのスポット溶接部である、請求項6記載の電流遮断装置。
- 第二導電板に少なくとも1つの開口部が規定される、請求項1記載の電流遮断装置。
- 第一導電板および第二導電板の少なくとも1つがアルミニウムを含む、請求項2記載の電流遮断装置。
- 第一導電板および第二導電板の両方がアルミニウムを含む、請求項10記載の電流遮断装置。
- キャップの厚さが約0.05mm〜約0.5mmの範囲である、請求項11記載の電流遮断装置。
- キャップの厚さが約0.127mmである、請求項12記載の電流遮断装置。
- キャップの直径が約2mm〜約8mmの範囲である、請求項12記載の電流遮断装置。
- 基部からキャップの高さが約0.5mm〜約1mmの範囲である、請求項14記載の電流遮断装置。
- 基部からキャップの高さが約0.762mmである、請求項15記載の電流遮断装置。
- 円錐台が第一導電板の基部に平行な面に対して約15度〜約25度の範囲の角度を有する、請求項15記載の電流遮断装置。
- 円錐台の周囲におよび第一導電板の基部と第二導電板との間に広がる電気的絶縁リングをさらに含む、請求項1記載の電流遮断装置。
- 第一導電板の基部が少なくとも1つのつまみを含み、電気的絶縁リングに少なくとも1つの開口部が規定され、つまみおよび開口部は電気的絶縁リングおよび基部が同心円上にある場合に整列でき、つまみは可鍛的に調節され、電気的絶縁リングを第一導電板に固定することができる、請求項18記載の電流遮断装置。
- 電気的絶縁リングには、電気的絶縁リングの周囲に溝が規定され、かつつまみを有する金属リングがさらに含まれ、金属リングは溝内に置くことができ、つまみは可鍛的に調節でき、かつ第一導電板が置かれている金属表面に固定することができ、それによって電気的絶縁リングを第一導電板上に固定する、請求項19記載の電流遮断装置。
- 第一導電板と溶接部に最も近い第二導電板の厚さが、溶接部に最も近い第一導電板の厚さ未満であるが溶接部に最も近い第一導電板の厚さの半分以上である、請求項1記載の電流遮断装置。
- a)電池の第一電極と電気的に連絡している第一端子;
b)電池の第二電極と電気的に連絡している第二端子;
c)互いに電気的に連絡しているセルケースおよびふたを有し、第一端子から電気的に絶縁される電池缶であって、少なくとも電池缶の一部分が少なくとも第二端子の構成部分でありまたは第二端子に電気的に接続される、電池缶;および
d)第一電極および第二電極のいずれかと電気的に連絡し、
i)円錐台を含む第一導電板であって、円錐台は第一端および第一端の直径よりも小さい直径を有する第二端ならびに円錐台の第二端を封止する本質的に平面なキャップを含み、基部は電池缶に隣接し、本質的に平面なキャップは電池缶から離れている、第一導電板;および
ii)第一導電板、ならびに第一電極および第二電極のいずれかと電気的に連絡している第二導電板
を含む、少なくとも1つの電流遮断装置
を含む、電池。 - 第一導電板および第二導電板が少なくとも1つの溶接部によって共に接合され、第二導電板に少なくとも1つの開口部が規定される、請求項22記載の電池。
- セルケースが角柱セルケースである、請求項23記載の電池。
- 第二導電板にくぼみが規定され、溶接部がくぼみにある、請求項24記載の電池。
- 溶接部が少なくとも1つのスポット溶接部である、請求項25記載の電池。
- 少なくとも1つのスポット溶接部がアルミニウムを含む、請求項26記載の電池。
- 溶接部が2つのスポット溶接部である、請求項26記載の電池。
- 第一導電板および第二導電板の少なくとも1つがアルミニウムを含む、請求項22記載の電池。
- 第一導電板および第二導電板の両方がアルミニウムを含む、請求項29記載の電池。
- キャップの厚さが約0.05mm〜約0.5mmの範囲である、請求項30記載の電池。
- キャップの直径が約2mm〜約8mmの範囲である、請求項31記載の電池。
- 基部からキャップの高さが約0.5mm〜約1mmの範囲である、請求項32記載の電池。
- 円錐台が第一導電板の基部に平行な面に対して約15度〜約25度の範囲の角度を有する、請求項33記載の電池。
- 円錐台の周囲におよび第一導電板の基部と第二導電板との間に広がる電気的絶縁リングをさらに含む、請求項22記載の電池。
- 第一導電板の基部が少なくとも1つのつまみを含み、電気的絶縁リングに少なくとも1つの開口部が規定される場合、つまみおよび開口部は電気的絶縁リングおよび基部が同心円上にある場合に整列でき、つまみは可鍛的に調節され、電気的絶縁リングを第一導電板に固定することができる、請求項35記載の電池。
- 電気的絶縁リングには、電気的絶縁リングの周囲に溝が規定され、かつつまみを有する金属リングがさらに含まれ、金属リングは溝内に置くことができ、つまみは可鍛的に調節でき、かつ第一導電板が置かれている金属表面に固定することができ、それによって電気的絶縁リングを第一導電板上に固定する、請求項35記載の電池。
- 第一導電板と第二導電板とを接続する溶接部が、第一導電板と第二導電板との間のゲージ圧が約4kg/cm2〜約9kg/cm2の範囲である場合に破断する、請求項22記載の電池。
- 溶接部が約5kg/cm2〜約9kg/cm2の範囲のゲージ圧で破断する、請求項38記載の電池。
- 溶接部が約7kg/cm2〜約9kg/cm2の範囲のゲージ圧で破断する、請求項39記載の電池。
- 第一導電板と溶接部に最も近い第二導電板の厚さが、溶接部に最も近い第一導電板の厚さ未満であるが溶接部に最も近い第一導電板の厚さの半分以上である、請求項22記載の電池。
- 電流遮断装置が電池缶と電気的に連絡している、請求項22記載の電池。
- 電流遮断装置が電池缶のふたと電気的に連絡し、該ふたは第一導電板に対向する凹部を含む、請求項42記載の電池。
- 凹部が円錐台の第一端の周囲と完全に重なり合う、請求項43記載の電池。
- 第一電極が正極活物質を含み、該正極活物質が
a)コバルト酸リチウム;および
b)実験式Li(1+x1)(Mn1-y1A'y2)2-x2Oz1
(式中、
x1およびx2はそれぞれ独立して0.01以上0.3以下である;
y1およびy2はそれぞれ独立して0.0以上0.3以下である;
z1は3.9以上4.2以下である;
A'はマグネシウム、アルミニウム、コバルト、ニッケルおよびクロムからなる群の少なくとも一員である)
によって表されるスピネル型マンガン酸塩
を含む混合物を含み、コバルト酸リチウムおよびスピネル型マンガン酸塩が約0.95:0.05〜約0.6:0.4のコバルト酸リチウム:スピネル型マンガン酸塩の重量比である、請求項22記載の電池。 - 第一電極がコバルト酸リチウムを含む正極活物質を含む、請求項22記載の電池。
- コバルト酸リチウムが実験式Li1+x8CoOz8(式中、x8は0以上0.2以下であり、z8は1.9以上2.1以上である)によって表される、請求項46記載の電池。
- 正極活物質が
a)Li1+x8CoOz8;および
b)Li(1+x1)Mn2Oz1
(式中、
x1は0.01以上0.3以下である;
z1は3.9以上4.2以下である)
を含む混合物を含み、Li1+x8CoOz8およびLi(1+x1)Mn2Oz1が約0.95:0.05〜約0.6:0.4のコバルト酸リチウム:スピネル型マンガン酸塩の重量比である、請求項47記載の電池。 - 第一電極が正極活物質を含み、該正極活物質が
a)コバルト酸リチウム;
b)ニッケル酸リチウム;
c)実験式Li(1+x1)(Mn1-y1A'y2)2-x2Oz1
(式中、
x1およびx2はそれぞれ独立して0.01以上0.3以下である;
y1およびy2はそれぞれ独立して0.0以上0.3以下である;
z1は3.9以上4.2以下である;
A'はマグネシウム、アルミニウム、コバルト、ニッケルおよびクロムからなる群の少なくとも一員である)
によって表されるスピネル型マンガン酸塩;
d)実験式Li(1+x1)Mn2Oz1
(式中、
x1は0.01以上0.3以下である;
z1は3.9以上4.2以下である)
によって表されるスピネル型マンガン酸塩;および
e)実験式Li(1-x10)A"x10MPO4
(式中、
x1Oは0.05以上0.2以下である、またはx1Oは0.0以上0.1以下である;
Mは鉄、マンガン、コバルトおよびマグネシウムからなる群の少なくとも一員である;
A"は、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、カリウム、ニッケルおよびニオブからなる群の少なくとも一員である)
によって表されるかんらん石化合物
からなる群より選択される少なくとも1つの酸化リチウムを含む、請求項22記載の電池。 - a)電池の第一電極と電気的に連絡している第一端子;
b)電池の第二電極と電気的に連絡している第二端子;
c)セルケースおよびセルケース上に溶接されたふたを有し、第一端子から電気的に絶縁される電池缶であって、少なくとも電池缶の一部分は少なくとも第二端子の構成部分でありまたは第二端子に電気的に接続され、溶接されたふたは内部ゲージ圧が約20kg/cm2以上である場合に分離する、電池缶;
d)第一電極および第二電極のいずれかと電気的に連絡し、
i)円錐台を含む第一導電板であって、円錐台は第一端および第一端の直径よりも小さい直径を有する第二端ならびに円錐台の第二端を封止する本質的に平面なキャップを含み、基部は電池缶に隣接し、本質的に平面なキャップは電池缶から離れている、第一導電板;および
ii)第一導電板、ならびに第一電極および第二電極のいずれかと電気的に連絡している第二導電板
を含む、少なくとも1つの電流遮断装置、
ここで第一導電板と第二導電板とを接続する溶接部は第一導電板と第二導電板との間のゲージ圧が約4kg/cm2〜9kg/cm2の範囲である場合に破断する;ならびに
e)内部ゲージ圧が約10kg/cm2〜約20kg/cm2の範囲である場合に電池内のガス性種が外に出る、セルケース上の少なくとも1つの通気手段
を含む、電池。 - セルケースが角柱セルケースである、請求項50記載の電池。
- セルケースが183665形状を有する、請求項51記載の電池。
- a)互いに電気的に連絡しているセルケースおよびふたを含む電池缶;ならびに
b)互いに電気的に連絡している第一導電板および第二導電板を含み、第一導電板は電池缶と電気的に連絡している、電流遮断装置
を含み、
第一導電板と第二導電板との間の電気的連絡は第一導電板と第二導電板との間のゲージ圧が約4kg/cm2〜約9kg/cm2の範囲である場合に遮断される、リチウムイオン電池。 - 正常作動条件下での電池の内部ゲージ圧が約2kg/cm2未満である、請求項53記載のリチウムイオン電池。
- 第一導電板が電池缶のふたと電気的に接触している、請求項53記載のリチウムイオン電池。
- 正極活物質を含む正極を含み、該正極活物質は
a)コバルト酸リチウム;および
b)実験式Li(1+x1)(Mn1-y1A'y2)2-x2Oz1
(式中、
x1およびx2はそれぞれ独立して0.01以上0.3以下である;
y1およびy2はそれぞれ独立して0.0以上0.3以下である;
z1は3.9以上4.2以下である;
A'はマグネシウム、アルミニウム、コバルト、ニッケルおよびクロムからなる群の少なくとも一員である)
によって表されるスピネル型マンガン酸塩
を含む混合物を含み、コバルト酸リチウムおよびスピネル型マンガン酸塩は約0.95:0.05および約0.9:0.1〜約0.6:0.4のコバルト酸リチウム:スピネル型マンガン酸塩の重量比である、請求項53記載のリチウムイオン電池。 - コバルト酸リチウムを含む正極活物質を含む正極を含む、請求項53記載のリチウムイオン電池。
- コバルト酸リチウムが実験式Li1+x8CoOz8(式中、x8は0以上0.2以下であり、z8は1.9以上2.1以上である)によって表される、請求項57記載のリチウムイオン電池。
- 正極活物質が
a)Li1+x8CoOz8;および
b)Li(1+x1)Mn20z1(式中、
x1は0.01以上0.3以下である;
z1は3.9以上4.2以下である)
を含む混合物を含み、Li1+x8CoOz8およびLi(1+x1)Mn20z1は約0.95:0.05〜約0.6:0.4のコバルト酸リチウム:スピネル型マンガン酸塩の重量比である、請求項58記載のリチウムイオン電池。 - 第一電極が正極活物質を含む正極であり、該正極活物質が
a)コバルト酸リチウム;
b)ニッケル酸リチウム;
c)実験式Li(1+x1)(Mn1-y1A'y2)2-x2Oz1
(式中、
x1およびx2はそれぞれ独立して0.01以上0.3以下である;
y1およびy2はそれぞれ独立して0.0以上0.3以下である;
z1は3.9以上4.2以下である;
A'はマグネシウム、アルミニウム、コバルト、ニッケルおよびクロムからなる群の少なくとも一員である)
によって表されるスピネル型マンガン酸塩;
d)実験式Li(1+x1)Mn2Oz1
(式中、
x1は0.01以上0.3以下である;
z1は3.9以上4.2以下である)
によって表されるスピネル型マンガン酸塩;ならびに
e)実験式Li(1-x10)A"x10MP04
(式中、
x1Oは0.05以上0.2以下である、または
x1Oは0.0以上0.1以下である;
Mは鉄、マンガン、コバルトおよびマグネシウムからなる群の少なくとも一員である;
A"はナトリウム、マグネシウム、カルシウム、カリウム、ニッケルおよびニオブからなる群の少なくとも一員である)
によって表されるかんらん石化合物
からなる群より選択される少なくとも1つの酸化リチウムを含む、請求項53記載のリチウムイオン電池。 - a)電池の第一電極と電気的に連絡している第一端子;
b)電池の第二電極と電気的に連絡している第二端子;
c)セルケースおよびセルケース上に溶接されたふたを有し、第一端子から電気的に絶縁される電池缶であって、少なくとも電池缶の一部分は少なくとも第二端子の構成部分でありまたは第二端子に電気的に接続され、溶接されたふたは内部ゲージ圧が約20kg/cm2以上である場合にセルケースから分離する、電池缶;
d)第一電極および第二電極のいずれかと電気的に連絡し、互いに電気的に連絡している第一導電板および第二導電板を含む少なくとも1つの電流遮断装置であって、電流遮断装置の第一導電板は電池缶と電気的に連絡し、第一導電板と第二導電板との間の電気的連絡は内部ゲージ圧が約4kg/cm2〜約9kg/cm2の範囲である場合に遮断される、少なくとも1つの電流遮断装置
;ならびに
e)内部ゲージ圧が約10kg/cm2〜約20kg/cm2の範囲である場合に電池内のガス性種が外に出る、セルケース上の少なくとも1つの通気手段
を含む、リチウムイオン電池。 - セルケースが角柱セルケースである、請求項61記載の電池。
- セルケースが183665形状を有する、請求項62記載の電池。
- a)以下のものを含む第一導電板を形成する工程
i)第一端および第一端の直径よりも小さい直径を有する第二端を有する円錐台;
ii)円錐台の第一端の周囲から放射状に伸びる基部;および
iii)円錐台の第二端を封止する本質的に平面なキャップ;
b)第二導電板を形成する工程;ならびに
c)溶接に対して第一導電板の表面の融点を越えないように第一導電板の温度を調節しながら、第一導電板の本質的に平面なキャップ上に第二導電板を溶接する工程
を含む、電流遮断装置の製造方法。 - 溶接がレーザーを用いて行われる、請求項64記載の方法。
- 溶接が少なくとも1つのスポットで行われる、請求項65記載の方法。
- 溶接が2つのスポットで行われる、請求項66記載の方法。
- a)以下の工程を含む電流遮断装置を形成する工程
i)第一端および第一端の直径よりも小さい直径を有する第二端、円錐台の第一端の周囲から放射状に伸びる基部、ならびに円錐台の第二端を封止する本質的に平面なキャップを有する円錐台を含む第一導電板を形成する工程;
ii)第二導電板を形成する工程;
iii)溶接に対して第一導電板の表面の融点を越えないように第一導電板の温度を調節しながら、第一導電板の本質的に平面なキャップ上に第二導電板を溶接し、それによって電流遮断装置を形成する工程;
b)電流遮断装置に電池の第一電極または第二電極のいずれかを取り付ける工程;
c)互いに電気的に連絡しているセルケースおよびふたを含む電池の電池缶に、電流遮断装置を取り付ける工程;ならびに
d)第一電極と電気的に連絡している第一端子および第二電極と電気的に連絡している第二端子を形成する工程
を含む、電池の製造方法。 - 電流遮断装置が電池缶のふたに溶接される、請求項68記載の方法。
- 電池缶のふたへの電流遮断装置の溶接が、ふたと電流遮断装置の第一導電板との間の円周境界面をシーム溶接することによって行われる、請求項69記載の方法。
- 電池缶のふたへの電流遮断装置の溶接が、第一導電板の基部での貫通溶接によって行われる、請求項70記載の方法。
- 電池缶のセルケースに電池缶のふたを溶接する工程をさらに含む、請求項69記載の方法。
- ふたとセルケースとを接続する溶接部が、ふたとセルケースとの間のゲージ圧が約20kg/cm2以上である場合に破断する、請求項72記載の方法。
- 第二導電板と第一導電板の本質的に平面なキャップとを接続する溶接部が、第二導電板と本質的に平面なキャップとの間のゲージ圧が約4kg/cm2〜約9kg/cm2の範囲である場合に破断する、請求項68記載の方法。
- セルケース上に少なくとも1つの通気手段を形成する工程をさらに含み、電池内のガス性種は内部ゲージ圧が約10kg/cm2〜約20kg/cm2の範囲である場合に通気手段から外に出る、請求項68記載の方法。
- a)互いに電気的に連絡しているセルケースおよびふたを含む電池缶を形成する工程;
b)以下の工程を含む電流遮断装置を形成する工程
i)第一導電板を形成する工程
ii)第二導電板を形成する工程
iii)溶接に対して第一導電板の表面の融点を越えないように第一導電板の温度を調節しながら、第一導電板上に第二導電板を溶接し、それによって電流遮断装置を形成する工程、ここで第一導電板と第二導電板とを接続する溶接部は第一導電板と第二導電板との間のゲージ圧が約4kg/cm2〜約9kg/cm2の範囲である場合に破断する;
c)電流遮断装置の第二導電板に電池の第一電極または第二電極のいずれかを取り付ける工程;
d)電池缶に電流遮断装置の第一導電板を取り付ける工程;
e)電池の内部ゲージ圧が約10kg/cm2〜約20kg/cm2の範囲である場合に電池内のガス性種が外に出る、少なくとも1つの通気手段をセルケース上に形成する工程;
f)セルケース上に電池缶のふたを溶接する工程、ここでふたと電池缶とを接続する溶接部はふたとセルケースとの間のゲージ圧が約20kg/cm2以上である場合に破断する;ならびに
g)第一電極と電気的に連絡している第一端子および第二電極と電気的に連絡している第二端子を形成する工程
を含む、リチウムイオン電池の製造方法。
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