JP2011151385A - Cylindrical lithium ion capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、容器の内圧が予め定めた圧力以上に上昇すると開く開裂溝を備えた金属製の蓋本体を有する円筒状リチウムイオンキャパシタに係る。 The present invention relates to a cylindrical lithium ion capacitor having a metal lid body provided with a cleavage groove that opens when the internal pressure of a container rises above a predetermined pressure.
大容量キャパシタ(例えば、500F以上)として、リチウムイオン電池の利点と電気二重層キャパシタの利点とを組み合わせたリチウムイオンキャパシタが開発されている。最近開発が進められているリチウムイオンキャパシタは、一般に、正極活物質に活性炭、負極活物質にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材が用いられている。リチウムイオンキャパシタは、予め負極板にリチウムイオンが吸蔵ないしドープされていることにより、負極電位が通常の電気二重層キャパシタ(およそ2.2〜3.8V)より低く保たれるため(およそ0〜2.5V)、使用電圧範囲を広くとることができ(およそ2.5V幅)、また、正極充放電機構として、通常の電気二重層キャパシタで利用される陰イオンの吸着に加え、陽イオンの吸着も利用できるため、容量を原理的に倍取り出すことができる。さらにリチウムイオンキャパシタは、リチウムイオン電池に比べて容量は小さいものの、内部抵抗が小さく出力特性の点で優れるとともに、長寿命であるという利点がある。 As a large capacity capacitor (for example, 500 F or more), a lithium ion capacitor that combines the advantages of a lithium ion battery and the advantages of an electric double layer capacitor has been developed. In general, lithium ion capacitors being developed recently use activated carbon as a positive electrode active material and a carbon material capable of inserting and extracting lithium ions as a negative electrode active material. In the lithium ion capacitor, the negative electrode potential is kept lower than a normal electric double layer capacitor (approximately 2.2 to 3.8 V) because lithium ions are previously stored or doped in the negative electrode plate (approximately 0 to approximately 3.8 V). 2.5V), can use a wide voltage range (approximately 2.5V width), and as a positive charge / discharge mechanism, in addition to the adsorption of anions used in ordinary electric double layer capacitors, Since adsorption can also be used, the capacity can be doubled in principle. Furthermore, although the lithium ion capacitor has a smaller capacity than the lithium ion battery, it has the advantages of low internal resistance, excellent output characteristics, and long life.
このようなリチウムイオンキャパシタの構造として、巻回された電極群を用いる円筒状リチウムイオンキャパシタが知られている(特許文献1)。円筒状リチウムイオンキャパシタでは、有底円筒状の金属製の容器の内部に電極群が収納されている。そして容器の開口部は、容器蓋により密閉状態で塞がれている。容器蓋は、金属製の蓋本体と金属製の蓋キャップとが組み合わされて構成されている。このような円筒状リチウムイオンキャパシタでは、電解液の分解により発生するガスにより容器の内圧が極端に上昇するおそれがある。そこで、電解液の分解により発生するガスを放出するために、蓋本体には容器の内圧が予め定めた圧力以上に上昇すると開く開裂溝を設ける必要がある。このような開裂溝としては、密閉型リチウム二次電池の例であるが、容器及び容器蓋に形成したものがある(特許文献2)。この例では、容器蓋は、金属製のダイアフラムと金属製の蓋キャップとが組み合わされて構成されている。ダイアフラムは、通常、電極群の一方の極板と電気的に接続された接続板と接触している。そして、容器の内圧が上昇するとダイアフラムが反転して、ダイアフラムを含む容器蓋と電極群の一方の極板との電気的接続が遮断される。この密閉型リチウム二次電池では、ダイアフラムと容器の底部の2箇所に開裂溝を備えている。 As a structure of such a lithium ion capacitor, a cylindrical lithium ion capacitor using a wound electrode group is known (Patent Document 1). In a cylindrical lithium ion capacitor, an electrode group is housed inside a bottomed cylindrical metal container. The opening of the container is closed in a sealed state by the container lid. The container lid is configured by combining a metal lid body and a metal lid cap. In such a cylindrical lithium ion capacitor, there is a possibility that the internal pressure of the container will extremely increase due to the gas generated by the decomposition of the electrolytic solution. Therefore, in order to release the gas generated by the decomposition of the electrolytic solution, it is necessary to provide the lid body with a cleavage groove that opens when the internal pressure of the container rises above a predetermined pressure. Such a cleavage groove is an example of a sealed lithium secondary battery, but there is one formed in a container and a container lid (Patent Document 2). In this example, the container lid is configured by combining a metal diaphragm and a metal lid cap. The diaphragm is normally in contact with a connection plate electrically connected to one electrode plate of the electrode group. When the internal pressure of the container rises, the diaphragm is reversed, and the electrical connection between the container lid including the diaphragm and one electrode plate of the electrode group is interrupted. In this sealed lithium secondary battery, cleavage grooves are provided at two locations, the diaphragm and the bottom of the container.
前述したように、密閉型リチウム二次電池では、開裂溝を備えたものがあるが、円筒状リチウムイオンキャパシタでは、容器蓋等の構造が異なるため、開裂溝を設け難い問題があった。 As described above, some sealed lithium secondary batteries have a cleavage groove. However, a cylindrical lithium ion capacitor has a problem that it is difficult to provide a cleavage groove because the structure of a container lid or the like is different.
本発明は、容器の内圧が予め定めた圧力以上に上昇すると開く開裂溝を備えた円筒状リチウムイオンキャパシタを提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a cylindrical lithium ion capacitor having a cleavage groove that opens when the internal pressure of the container rises above a predetermined pressure.
本発明が改良の対象とする円筒状リチウムイオンキャパシタは、有底円筒状の金属製の容器と、容器の内部に収納された電極群と、電極群が収納された容器の開口部を密閉状態で塞ぐ容器蓋を備えている。そして、容器蓋が、電極群の一方の極板と電気的に接続され且つ容器の内圧が予め定めた圧力以上に上昇すると開く開裂溝を備えた金属製の蓋本体と、蓋本体との間に外部と連通する空隙部を形成するように蓋本体に組み合わされる金属製の蓋キャップとから構成されている。本発明では、蓋本体が円板状の平板部の中央に蓋キャップから離れる方向に膨出する膨出部を一体に備えている。この膨出部は一端が平板部とつながった円筒部と外周部が該円筒部の他端とつながる円板部とを備えている。そして、円板部を円板部の中心を通る仮想中心線と直交し円板部に沿って延びる仮想線によって二分割して第1の分割領域及び第2の分割領域と定めたときに、第1の領域に開裂溝が形成され、第2の分割領域に一方の極板と電気的に接続される端子部が固定されている。 A cylindrical lithium ion capacitor to be improved by the present invention is a closed-bottomed cylindrical metal container, an electrode group housed inside the container, and an opening of the container housing the electrode group in a sealed state The container lid is closed with The container lid is electrically connected to one electrode plate of the electrode group, and a metal lid main body having a cleavage groove that opens when the internal pressure of the container rises above a predetermined pressure, and the lid main body. And a metal lid cap combined with the lid body so as to form a gap portion communicating with the outside. In the present invention, the lid body is integrally provided with a bulging portion that bulges in the direction away from the lid cap at the center of the disk-shaped flat plate portion. The bulging portion includes a cylindrical portion whose one end is connected to the flat plate portion and a disc portion whose outer peripheral portion is connected to the other end of the cylindrical portion. And when the disk part is divided into two by a virtual line perpendicular to the virtual center line passing through the center of the disk part and extending along the disk part, and defined as the first divided area and the second divided area, A cleavage groove is formed in the first region, and a terminal portion electrically connected to one electrode plate is fixed to the second divided region.
本発明のように、蓋本体の第1の領域に開裂溝を形成し、第2の分割領域に端子部を固定すれば、端子部が固定された蓋本体に開裂溝を設けることができる。そのため、蓋本体に端子部を固定する円筒状リチウムイオンキャパシタにおいても、蓋本体に開裂溝を簡単に設けることができる。また、膨出部を設けたことにより空間を確保でき、蓋キャップの緩衝効果で、液飛散領域が狭くなる。 If the cleavage groove is formed in the first region of the lid body and the terminal portion is fixed to the second divided region as in the present invention, the cleavage groove can be provided in the lid body to which the terminal portion is fixed. Therefore, even in the cylindrical lithium ion capacitor that fixes the terminal portion to the lid body, the cleavage groove can be easily provided in the lid body. Moreover, a space can be secured by providing the bulging portion, and the liquid scattering region becomes narrow due to the buffering effect of the lid cap.
円板部には該円板部と同心になるように円環状の溝部を形成できる。この場合、円環状の溝部の径方向内側に開裂溝及び端子部を配置すればよい。このような円環状の溝部の位置を適宜に定めることにより、円板部の撓みを調整し、開裂に必要な内圧の設定を調整することが可能になる。 An annular groove part can be formed in the disk part so as to be concentric with the disk part. In this case, what is necessary is just to arrange | position a cleavage groove and a terminal part in the radial inside of an annular groove part. By appropriately determining the position of such an annular groove portion, it is possible to adjust the deflection of the disc portion and adjust the setting of the internal pressure necessary for the cleavage.
開裂溝は、円環状の溝部と同心的に形成された円弧状溝部と、該円弧状溝部から径方向外側に延びる1以上の直線状溝部とから構成することができる。開裂溝をこのような形状に形成すれば、円弧状溝部と直線状溝部との境界部は機械的強度が低いため、円弧状溝部と直線状溝部との交点を起点として、開裂を開始させることができる。そして起点から円弧状溝部がスムーズに開くようになる。そのため、容器の内圧が予め定めた圧力以上に上昇すると、開裂溝を確実に開けることができる。 The cleavage groove can be constituted by an arcuate groove portion concentrically formed with an annular groove portion and one or more linear groove portions extending radially outward from the arcuate groove portion. If the cleavage groove is formed in such a shape, the boundary portion between the arc-shaped groove portion and the linear groove portion has low mechanical strength, so that the cleavage starts from the intersection of the arc-shaped groove portion and the straight groove portion. Can do. Then, the arc-shaped groove portion opens smoothly from the starting point. Therefore, when the internal pressure of the container rises above a predetermined pressure, the cleavage groove can be reliably opened.
1以上の直線状溝部は、円弧状溝部の両端から径方向外側に延びる第1及び第2の直線状溝部と、円弧状溝部の中央部から径方向外側に延びる第3の直線状溝とから構成できる。このようにすれば、3つの直線状溝部が円弧状溝部に沿って分散して位置することになり、開裂溝をより広い範囲で確実に開けることができる。 The one or more linear groove portions include first and second linear groove portions that extend radially outward from both ends of the arc-shaped groove portion, and a third linear groove that extends radially outward from the central portion of the arc-shaped groove portion. Can be configured. If it does in this way, three linear groove parts will be distributed and located along an arcuate groove part, and a cleavage groove can be opened reliably in a wider range.
第1の直線状溝部が円弧状溝部から延びる位置を、円弧状溝部の一端から円弧状溝部の中央部側に所定の距離離れた位置とし、第2の直線状溝部が円弧状溝部から延びる位置を、円弧状溝部の他端から円弧状溝部の中央部側に所定の距離離れた位置としてもよい。このように構成すると、円弧状溝部と第1の直線状溝部との交点及び円弧状溝部と第2の直線状溝部との交点では、3方向からの溝部が交わることとなる。そのため、第1及び第2の直線状溝部が円弧状溝部の両端からそれぞれ延びる場合よりも、円弧状溝部と直線状溝部との境界部の機械的強度が低くなる。そのため、交点が開裂の起点となりやすくなり、容器の内圧が予め定めた圧力以上に上昇したときに、早期に開裂溝を開けることができる。 A position where the first linear groove portion extends from the arc-shaped groove portion is a position away from one end of the arc-shaped groove portion by a predetermined distance toward the central portion of the arc-shaped groove portion, and a position where the second linear groove portion extends from the arc-shaped groove portion. May be a position away from the other end of the arc-shaped groove by a predetermined distance toward the center of the arc-shaped groove. If comprised in this way, the groove part from three directions will cross at the intersection of an arc-shaped groove part and a 1st linear groove part, and the intersection of an arc-shaped groove part and a 2nd linear groove part. Therefore, the mechanical strength at the boundary between the arcuate groove and the linear groove is lower than when the first and second linear grooves extend from both ends of the arcuate groove. For this reason, the intersection is likely to be the starting point of cleavage, and when the internal pressure of the container rises above a predetermined pressure, the cleavage groove can be opened early.
円弧状溝部の端部と第1及び第2の直線状溝部との間の距離は任意であるが、第1の直線状溝部が円弧状溝部から延びる位置を、円弧状溝部の一端に隣接する位置とし、第2の直線状溝部が円弧状溝部から延びる位置を、円弧状溝部の他端に隣接する位置とすれば、円弧状溝部全体を確実に開けることができる。 The distance between the end of the arcuate groove and the first and second linear grooves is arbitrary, but the position where the first linear groove extends from the arcuate groove is adjacent to one end of the arcuate groove. If the position where the second linear groove portion extends from the arc-shaped groove portion is a position adjacent to the other end of the arc-shaped groove portion, the entire arc-shaped groove portion can be reliably opened.
端子部は、仮想線に沿う方向と径方向外側に向かう方向に延びて円板部に溶接される基部と、該基部の仮想線寄りの端部から円板部から離れる方向に延びる起立部とから構成することができる。このようにすれば、蓋本体の第2の分割領域に確実且つ容易に端子部を固定できる。 The terminal portion extends in a direction along the imaginary line and a direction outward in the radial direction and is welded to the disk portion, and an upright portion extending in a direction away from the disk portion from an end portion of the base portion near the imaginary line. It can consist of If it does in this way, a terminal part can be fixed to the 2nd division field of a lid body certainly and easily.
本発明によれば、蓋本体の第1の領域に開裂溝を形成し、第2の分割領域に正極端子部を固定するので、端子部が固定された蓋本体にも確実に開裂溝を設けることができる。 According to the present invention, the cleavage groove is formed in the first region of the lid body, and the positive terminal portion is fixed in the second divided region. Therefore, the cleavage groove is also reliably provided in the lid body to which the terminal portion is fixed. be able to.
以下、図面を参照して、本発明を円筒状リチウムイオンキャパシタに適用した実施の形態について説明する。 Embodiments in which the present invention is applied to a cylindrical lithium ion capacitor will be described below with reference to the drawings.
(構成)
<全体構成>
図1及び図2(図1のII−II線断面図)に示すように、本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ30(以下、キャパシタ30と略称する。)は、ニッケルメッキが施されたスチール製有底円筒状の容器(缶)8を有している。容器8内には、電極群7が収容されている。図5に示すように、電極群7は、中空円筒状で縦方向に複数本(本例では3本)のスリットが形成されたポリプロピレン製軸芯1に帯状の正極板2および負極板3が第1のセパレータ4Aまたは第2のセパレータ4Bを介して捲回されて構成されている。ドーピング前の電極群7内には、1枚の金属リチウム板W5が配置されている。正極板2は、2枚の分割正極板2A,2Bから構成されている。第1及び第2のセパレータ4A,4Bとしては、クラフト紙等の多孔質基材を用いることができる。
(Constitution)
<Overall configuration>
As shown in FIGS. 1 and 2 (cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1), the
<正極板>
前述のように、正極板2は、捲回方向に並ぶ2枚の分割正極板2A,2Bから構成されている。分割正極板2A,2Bは、長さ寸法を除いて同じ構造を有している。図3及び図4に示すように、分割正極板2A,2Bは、例えば、アルミニウム箔(正極集電体)W1の両面に、正極活物質合剤W2が塗着されて構成されている。正極活物質合剤W2は、例えば、活性炭と、アクリル系バインダからなる結着剤と、カルボキシメチルセルロース(CMC)からなる分散剤との混合物を用いることができる。アルミニウム箔W1は、長手方向に沿う一側が櫛状に切り欠かれており、この切り欠き残部からなる正極リード片2aと、正極リード片2aに隣接して多数の貫通孔が形成された孔明き形成部とで構成されている。また、孔明き形成部は、長手方向に沿ってリード片形成部に隣接する箇所に貫通孔が形成されていない貫通孔未形成部を有している。この孔明き形成部に該孔明き形成部の幅方向の長さに満たない長さで上述した正極活物質合剤W2が塗着されている。
<Positive electrode plate>
As described above, the
また、正極活物質合剤W2が塗着された孔明き形成部の正極リード片2a側の端部の断面は、図4に示すように、正極活物質合剤W2が乾燥する前のスラリ状態で最も外側の(貫通孔未形成部に最も近い)貫通孔まで流動して該貫通孔に入り込むことで、塗工表面に対して鈍角状(σ)に傾斜している。
Further, the cross section of the end portion on the positive
<負極板>
一方、負極板3も図3及び図4に示すように、正極板2とほぼ同じ構造を有している。すなわち、負極板3は、例えば、銅箔(負極集電体)W3の両面に負極活物質合剤W4が塗着されている。負極活物質合剤W4としては、例えば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な非晶質炭素と、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)からなる結着剤と、アセチレンブラック等の導電助材との混合物を用いることができる。銅箔W3は、長手方向に沿う一側が櫛状に切り欠かれており、この切り欠き残部からなる負極リード片3aと、負極リード片3aに隣接して配置され多数の貫通孔が形成された孔明き形成部とで構成されている。また、孔明き形成部は、長手方向に沿ってリード片形成部に隣接する箇所に貫通孔が形成されていない貫通孔未形成部を有している。この孔明き形成部に該孔明き形成部の幅方向の長さに満たない長さで上述した負極活物質合剤W4が塗着されている。
<Negative electrode plate>
On the other hand, the
また、正極板2と同様に、負極活物質合剤W4が塗着された孔明き形成部の負極リード片3a側の端部の断面は、図4に示すように、負極活物質合剤W4が乾燥する前のスラリ状態で最も外側の(貫通孔未形成部に最も近い)貫通孔まで流動して該貫通孔に入り込むことで、塗工表面に対して鈍角状(σ)に傾斜している。
Similarly to the
<金属リチウム板>
金属リチウム板W5の総充填量は、負極板3の負極活物質合剤にリチウムイオンを十分ドーピング可能な量に設定されるが、このような総充填量は負極活物質の材質、量を考慮して論理計算を行うとともに、実際にリチウムイオンのドーピングを行って十分にドーピングされたかを確認することで設定することができる。本実施形態では、金属リチウム板W5をそのまま電極群7の中央領域において、負極板3上に配置する(図5〜図7参照)。
<Metal lithium plate>
The total filling amount of the metal lithium plate W5 is set to an amount capable of sufficiently doping lithium ions in the negative electrode active material mixture of the
<電極群>
図5〜図7に示すように、電極群7は、正極板2(分割正極板2A,2B)と負極板3とが、両極板が直接接触しないように、厚さ2枚の第1のセパレータ4Aまたは第2のセパレータ4Bを介して、軸芯1を中心として断面渦巻き状に捲回されて構成されている。そして、電極群7の径方向の中央領域において、金属リチウム板W5の捲回層が位置するように金属リチウム板W5が負極板3上に配置されている。なお、金属リチウム板W5は圧力を加えると粘性を持つため、負極板3に予め圧接により固定することもできる。図5及び図7(図6のM部の部分拡大図)に示すように、正極板2を構成する分割正極板2A,2Bは、金属リチウム板W5の上に第1及び第2のセパレータ4A,4Bが直接重なるように捲回方向に所定の間隔をあけて配置されており、第1及び第2のセパレータ4A,4Bの間に順次挿入されて捲回されている。このようにすることにより、金属リチウム板W5は、セパレータ4A,4Bを介して正極板2(分割正極板2A,2B)と対向することはない。上述した正極リード片2aと負極リード片3aとは、それぞれ電極群7の互いに反対側に配置されており、セパレータ4A,4Bの端から所定長さはみ出している。電極群7は、正極板2、負極板3、セパレータ4A,4B等の長さを調整することで、所定の内直径および所定の外直径に設定されている。なお、電極群7の捲回終端部は、巻き解けを防止するために、粘着テープを貼り付けることで固定されている。
<Electrode group>
As shown in FIGS. 5 to 7, the
<電極群の収納構造>
前述したように、電極群7は、ニッケルメッキが施されたスチール製有底円筒状の容器8の内周部に収容されている。そして、図2に示すように、電極群7の下側には、電極群7の下端側端面に対向するように、負極板3からの電位を集電するための銅製の負極集電リング6が配置されている。負極集電リング6の内周面には軸芯1の下端部外周面が嵌着されている。負極集電リング6の外周縁には、負極板3から導出された負極リード片3aの先端部が超音波溶接で接合されている。
<Storage structure of electrode group>
As described above, the
一方、電極群7の上側には、電極群7の上端面と対向するように、軸芯1のほぼ延長線上に分割正極板2A,2Bからの電位を集電するためのアルミニウム製の正極集電リング5が配置されている。正極集電リング5は軸芯1の上端部に嵌着されている。正極集電リング5の周囲から一体に張り出している周縁には、分割正極板2A,2Bから導出された正極リード片2aの先端部が超音波溶接で接合されている。
On the other hand, on the upper side of the
正極集電リング5の上方には、正極端子を構成する容器蓋12が配置されている。容器蓋12は、電極群7の上に配置された蓋本体13と、この蓋本体13と組み合わされる蓋キャップ14とから構成されている。蓋本体13は、アルミニウムにより形成されており、蓋キャップ14は、容器8と同様にニッケルメッキが施されたスチールにより形成されている。蓋キャップ14は、環状の平坦部14aと、平坦部14aの中央部から突出する凸部14bとを有している。容器蓋12は、蓋キャップ14の平坦部14aの外周部が蓋本体13の縁部にカーリング加工されて(かしめられて)構成されている。蓋キャップ14の凸部14bと蓋本体13との間には、空隙部15が形成されている。そして、凸部14bと平坦部14aとに跨る部分には、容器蓋12の空隙部15と外部とを連通する4つの貫通孔14cが形成されている。4つの貫通孔14cは、凸部14bの周方向に等しい間隔をあけて形成されている。
A
蓋本体13には、容器8の内圧が予め定めた圧力以上に上昇すると開く開裂溝16(図8)が形成されている。蓋キャップ14に形成された4つの貫通孔14cは、蓋本体13の開裂溝16が開いた際に容器内部の気体を外部に放出する役割を果たしている。正極集電リング5の上面には、リボン状のアルミニウム箔を積層した2本の正極端子部のうち1本の正極端子部10Aの一端が接合されている。正極端子部のもう1本の正極端子部10Bは、容器蓋12を構成する蓋本体13の外底面に溶接されている。また、2本の正極端子部10A,10Bの他端同士も接合されている。これにより、蓋本体13は、電極群7の一方の極板(正極板)と電気的に接続される。蓋本体13、開裂溝16及び正極端子部10Bについては、後に詳細に説明する。
The
容器蓋12は、絞り加工が施されて開口部近傍に円環状の段部8bが形成された容器8の開口部内に挿入され、段部8bの上に配置されている。そして容器8の開口端部8aが、透湿性及び耐熱性を有する電気絶縁材料により形成されたゴム系材料のガスケット17を介して、容器蓋12に近づくようにカーリング加工(かしめ加工)されている。その結果、カーリング加工された開口端部8aと段部8bとの間に、容器蓋12がガスケット17を介して挟まれた状態で固定されている。これにより、キャパシタ30の内部は密封される。
The
そして、容器8の開口端部8aと容器蓋12との間から露出するガスケット17の露出部分17a並びにガスケット17の露出部分17aと容器8の開口端部8aとの間に形成される境界部18及びガスケット17の露出部分17aと容器蓋12との間に形成される境界部19が、防水性シール部21によって覆われている。防水性シール部21は、エポキシ樹脂、パーフロロエラストマー等からなる防水シール材料を用いて形成されている。防水性シール部21は、貫通孔14cを塞ぐことがないように形成されている。
And the
容器8内には、電極群7全体を浸潤可能な量の非水電解液(不図示)が注液されている。非水電解液には、例えば、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とジエチルカーボネート(DEC)とを体積比30:50:20の割合で混合した溶媒中にリチウム塩として6フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を溶解した溶液を用いることができる。
A nonaqueous electrolyte solution (not shown) in an amount capable of infiltrating the
<蓋本体及び開裂溝の構造>
図8及び図9に示すように、蓋本体13は、円板状の平板部13aの中央に蓋キャップ14から離れる方向に膨出する膨出部13bを一体に備えている。なお、図8は、正極端子部10Bが固定されたカーリング加工(かしめる)前の蓋本体13の平面図であり、図9は、図8のIX−IX線断面図である。平板部13aの縁部から立ち上がる筒部13gは、キャパシタの製造工程において、カーリング加工(かしめ加工)される。
<Structure of lid body and cleavage groove>
As shown in FIGS. 8 and 9, the
膨出部13bは一端が平板部13aとつながった円筒部13cと外周部が該円筒部13cの他端とつながる円板部13dとを備えている。円板部13dには、蓋キャップ14側に突出する突状部13eが円板部13dと同心的に形成されている。この突状部13eが形成された結果、円板部13dにおける突状部13eの反対側には、円板部13dと同心になるように円環状の溝部13fが形成されることになる。また、円板部13dは、該円板部13dを円板部13dの中心を通る仮想中心線L1と直交し円板部13dに沿って延びる仮想線L2によって二分割された第1の分割領域R1及び第2の分割領域R2とを有している。第1の領域R1の円環状の突状部13e(円環状の溝部13f)の径方向内側には、開裂溝16が形成され、第2の分割領域R2の円環状の突状部13e(円環状の溝部13f)の径方向内側には、一方の極板(正極板2)と電気的に接続される正極端子部10Bが固定されている。正極端子部10Bは、仮想線L2に沿う方向と径方向外側に向かう方向に延びて円板部13dに溶接される基部10cと、該基部10cの仮想線L2寄りの端部から円板部13dから離れる方向に延びる起立部10dとを有している。
The bulging
第1の分割領域R1に形成された開裂溝16は、図8及び図10(図8のX−X線断面図)に示すように、蓋キャップ14に向って所定の角度θで広がるように開口しており、平坦な底面16eを有している。この開裂溝16は、円弧状溝部16aと第1〜第3の直線状溝部16b〜16dとを有している。円弧状溝部16aは、円環状の溝部13fと同心的に形成されている。第1及び第2の直線状溝部16b,16cは、円弧状溝部16aの両端から溝部13fの径方向外側に延びている。第3の直線状溝部16dは、円弧状溝部16aの中央部から溝部13fの径方向外側に延びている。
As shown in FIGS. 8 and 10 (cross-sectional view taken along line XX in FIG. 8), the
本例の円筒状リチウムイオンキャパシタでは、容器8の内圧が予め定めた圧力(本例では1.8MPa)以上に上昇すると、円弧状溝部16aと直線状溝部16b〜16dの交点16f〜16hを起点として、開裂が開始し、円弧状溝部16a及び直線状溝部16b〜16dの全体が開く。これにより、電解液の分解により発生するガスが放出される。
In the cylindrical lithium ion capacitor of this example, when the internal pressure of the
図11は、正極端子部10Bが固定されたカーリング加工(かしめる)前の蓋本体13の他の例の平面図である。図11に示す開裂溝16では、第1の直線状溝部16bは円弧状溝部16aの一端から円弧状溝部16aの中央部側に所定の距離離れた位置から延びており、第2の直線状溝部16cは、円弧状溝部16aの他端から円弧状溝部16aの中央部側に所定の距離離れた位置から延びている。具体的には、第1の直線状溝部16bは円弧状溝部16aの一端に隣接する部分から延びており、第2の直線状溝部16cは円弧状溝部16aの他端に隣接する部分から延びている。図11における円弧状溝部と第1直線状溝部との交点16f及び円弧状溝部と第2の直線状溝部との交点16gでは、3方向からの溝部が交わっている。そのため、第1及び第2の直線状溝部が円弧状溝部の両端からそれぞれ延びている図8の場合よりも、円弧状溝部16aと直線状溝部16bまたは16gとの境界部の機械的強度は低くなり、交点が開裂の起点となりやすくなり、容器の内圧が予め定めた圧力以上に上昇したときに、早期に開裂溝16を開けることができる。図11では特に、第1の直線状溝部16bが円弧状溝部16aから延びる位置は円弧状溝部16aの一端に隣接する位置であり、第2の直線状溝部16cが円弧状溝部16aから延びる位置は円弧状溝部16aの他端に隣接する位置となっている。そのため、円弧状溝部全体を確実に開裂させることができ、電解液の分解により発生するガスを放出することができる。
FIG. 11 is a plan view of another example of the lid
本実施の形態では、3本の直線状溝部を設けているが、中央の1本の直線状溝部16dだけを設けるようにしてもよく、また両端の2本の直線状溝16b及び16cだけを設けるようにしても良い。また開裂溝16の形状は、本実施の形態の形状に限定されるものではなく、他の形状の開裂溝を用いても良い。
In the present embodiment, three linear grooves are provided, but only one central
なお図12〜図19は、正極端子部10Bを備えた蓋本体13の正面図、背面図、右側面図、左側面図、平面図、底面図、図12のA−A線断面図、図18のB−B線断面図である。
12 to 19 are a front view, a rear view, a right side view, a left side view, a plan view, a bottom view, and a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 12 of the lid
(作用)
本実施の形態によれば、蓋本体13の第1の領域R1に開裂溝16を形成し、第2の分割領域R2に正極端子部10Bを固定するので、正極端子部10Bが固定された蓋本体13に開裂溝16を備えることができる。そのため、蓋本体13に正極端子部10Bを固定する円筒状リチウムイオンキャパシタにおいても、蓋本体13に開裂溝16を容易に備えることができる。
(Function)
According to the present embodiment, the
7 電極群
8 容器(缶)
10A,10B 正極端子部
10c 基部
10d 起立部
12 容器蓋
13 蓋本体
13d 円板部
13e 突状部
13f 溝部
13g 筒部
14 蓋キャップ
16 開裂溝
16a 円弧状溝部
16b〜16d 第1〜第3の直線状溝部
L1 仮想中心線
L2 仮想線
R1 第1の分割領域
R2 第2の分割領域
7
10A, 10B Positive
Claims (7)
前記容器の内部に収納された電極群と、
前記電極群が収納された前記容器の開口部を密閉状態で塞ぐ容器蓋を備え、
前記容器蓋が、前記電極群の一方の極板と電気的に接続され且つ前記容器の内圧が予め定めた圧力以上に上昇すると開く開裂溝を備えた金属製の蓋本体と、前記蓋本体との間に外部と連通する空隙部を形成するように前記蓋本体に組み合わされる金属製の蓋キャップとから構成されている円筒状リチウムイオンキャパシタであって、
前記蓋本体は、円板状の平板部の中央に前記蓋キャップから離れる方向に膨出する膨出部を一体に備えており、
前記膨出部は一端が前記平板部とつながった円筒部と外周部が該円筒部の他端とつながる円板部とを備えており、
前記円板部を前記円板部の中心を通る仮想中心線と直交し前記円板部に沿って延びる仮想線によって二分割して第1の分割領域及び第2の分割領域と定めたときに、前記第1の領域に前記開裂溝が形成され、前記第2の分割領域に前記一方の極板と電気的に接続される端子部が固定されていることを特徴とする円筒状リチウムイオンキャパシタ。 A bottomed cylindrical metal container;
A group of electrodes housed inside the container;
A container lid for sealingly closing the opening of the container in which the electrode group is stored;
The container lid is electrically connected to one electrode plate of the electrode group, and a metal lid body provided with a cleavage groove that opens when the internal pressure of the container rises above a predetermined pressure; and the lid body A cylindrical lithium ion capacitor composed of a metal lid cap combined with the lid body so as to form a gap portion communicating with the outside between,
The lid body is integrally provided with a bulging portion that bulges in the direction away from the lid cap at the center of a disk-shaped flat plate portion,
The bulging portion includes a cylindrical portion having one end connected to the flat plate portion and a disc portion having an outer peripheral portion connected to the other end of the cylindrical portion,
When the disc portion is divided into two by a virtual line that is orthogonal to a virtual center line passing through the center of the disc portion and extends along the disc portion, and is defined as a first divided region and a second divided region A cylindrical lithium ion capacitor, wherein the cleavage groove is formed in the first region, and a terminal portion electrically connected to the one electrode plate is fixed to the second divided region. .
前記円環状の溝部の径方向内側に前記開裂溝及び前記端子部が配置されている請求項1に記載の円筒状リチウムイオンキャパシタ。 An annular groove is formed in the disk part so as to be concentric with the disk part,
2. The cylindrical lithium ion capacitor according to claim 1, wherein the cleavage groove and the terminal portion are disposed radially inward of the annular groove portion.
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Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63155626U (en) * | 1986-11-18 | 1988-10-12 | ||
JPH0574432A (en) * | 1991-09-09 | 1993-03-26 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Explosion-proof enclosed battery |
JPH0831450A (en) * | 1994-07-14 | 1996-02-02 | Toshiba Battery Co Ltd | Sealed nonaqueous electrolyte secondary battery |
JPH08115715A (en) * | 1994-10-14 | 1996-05-07 | Hitachi Maxell Ltd | Explosion-proof sealed battery |
JPH09115497A (en) * | 1995-10-18 | 1997-05-02 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | Explosion proof electric element |
JPH1173934A (en) * | 1997-09-01 | 1999-03-16 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | Safety valve for sealed battery |
JP2001093488A (en) * | 1999-09-22 | 2001-04-06 | Honda Motor Co Ltd | Battery |
JP2006099977A (en) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | Sealed lithium secondary battery |
JP2006338981A (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | Sealed columnar secondary battery |
JP2007305522A (en) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Fdk Corp | Storage element |
JP2008262744A (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Total Wireless Solutions Ltd | Sealed battery |
-
2010
- 2010-12-22 JP JP2010285409A patent/JP2011151385A/en active Pending
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63155626U (en) * | 1986-11-18 | 1988-10-12 | ||
JPH0574432A (en) * | 1991-09-09 | 1993-03-26 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Explosion-proof enclosed battery |
JPH0831450A (en) * | 1994-07-14 | 1996-02-02 | Toshiba Battery Co Ltd | Sealed nonaqueous electrolyte secondary battery |
JPH08115715A (en) * | 1994-10-14 | 1996-05-07 | Hitachi Maxell Ltd | Explosion-proof sealed battery |
JPH09115497A (en) * | 1995-10-18 | 1997-05-02 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | Explosion proof electric element |
JPH1173934A (en) * | 1997-09-01 | 1999-03-16 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | Safety valve for sealed battery |
JP2001093488A (en) * | 1999-09-22 | 2001-04-06 | Honda Motor Co Ltd | Battery |
JP2006099977A (en) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | Sealed lithium secondary battery |
JP2006338981A (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | Sealed columnar secondary battery |
JP2007305522A (en) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Fdk Corp | Storage element |
JP2008262744A (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Total Wireless Solutions Ltd | Sealed battery |
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