JP2012054099A - Battery - Google Patents
Battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012054099A JP2012054099A JP2010195822A JP2010195822A JP2012054099A JP 2012054099 A JP2012054099 A JP 2012054099A JP 2010195822 A JP2010195822 A JP 2010195822A JP 2010195822 A JP2010195822 A JP 2010195822A JP 2012054099 A JP2012054099 A JP 2012054099A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- ptc thermistor
- case
- metal hydride
- nickel
- 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
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 24
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 23
- -1 nickel metal hydride Chemical class 0.000 claims description 23
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 abstract description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 5
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 5
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 5
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 3
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229910000652 nickel hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N Laurolactam Chemical compound O=C1CCCCCCCCCCCN1 JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000571 Nylon 11 Polymers 0.000 description 1
- 229920000299 Nylon 12 Polymers 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- 229920000305 Nylon 6,10 Polymers 0.000 description 1
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920006111 poly(hexamethylene terephthalamide) Polymers 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 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
Abstract
Description
本発明は、電池に係り、詳しくは市場にて広く使用される単三型電池等の小型電池に関する。 The present invention relates to a battery, and more particularly to a small battery such as an AA battery widely used in the market.
近年、電化製品や玩具等の市場において、単三型電池の小型電池が極めて広く使用されている。このような小型電池としては、例えばマンガン乾電池、アルカリマンガン乾電池、ニッケル乾電池、ニッケル水素電池等のアルカリ蓄電池が有る。
ところで、このような小型電池では、電池が外部短絡するようなことがあると、電池内部において過剰電流が流れ、発熱することが知られている。
そこで、電池が外部短絡した場合であっても、抵抗素子によって過剰電流を防止でき、発熱を抑えるようにした電池が種々開発されている(特許文献1〜3参照)。
In recent years, small batteries of AA size batteries have been very widely used in the market of electrical appliances and toys. Examples of such small batteries include alkaline storage batteries such as manganese dry batteries, alkaline manganese dry batteries, nickel dry batteries, and nickel metal hydride batteries.
By the way, it is known that in such a small battery, if the battery is externally short-circuited, excessive current flows inside the battery and heat is generated.
Therefore, even when the battery is short-circuited externally, various batteries have been developed that can prevent excessive current by using a resistance element and suppress heat generation (see
しかしながら、上記特許文献1〜3に開示されるような電池では、抵抗素子の抵抗値が高い場合には電池の通常の使用性能が低下するという問題がある。
また、上記特許文献2に開示されるような電池では、電池外部に抵抗素子を配設するような構造になることから、抵抗素子による電池外部での発熱が大きく、好ましいことではない。
また、抵抗素子としてのPTC(positive temperature coefficient)サーミスタを他の硬質な部材に沿わせて組み込むようにしているが、かかる構成では、PTCサーミスタにおける絶縁性ポリマーの膨張変化が妨げられ、過剰電流を十分に防止できず、やはり発熱を十分に抑制することができないという問題がある。
However, the batteries as disclosed in
In addition, the battery disclosed in
In addition, a PTC (positive temperature coefficient) thermistor as a resistance element is incorporated along with another hard member. However, in this configuration, the expansion change of the insulating polymer in the PTC thermistor is hindered, and an excess current is generated. There is a problem that it cannot be sufficiently prevented and heat generation cannot be sufficiently suppressed.
また、上記特許文献3に開示されるような、電極郡にPTCサーミスタが配置される構造の電池では、電池の充放電による発熱がPTC物性に影響を与える懸念がある。即ち、極板部にPTCサーミスタが配置されることで、PTCサーミスタは逆に発熱体に近くなり、電池の充放電による温度影響を受ける。このため、PTCサーミスタは、通常の充放電でTrip(抵抗上昇)に近くなる。こうなると、PTCサーミスタは、初期時の抵抗が使用中に緩やかに上昇する傾向を受け、Trip後の抵抗回復が悪化するという問題がある。
本発明は上述の事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、通常の使用性能を低下させることなく、外部短絡時における発熱を抑制して安全性の向上を図った電池を提供することにある。
In addition, in a battery having a structure in which a PTC thermistor is disposed in an electrode group as disclosed in
The present invention has been made on the basis of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a battery that improves safety by suppressing heat generation during an external short circuit without deteriorating normal use performance. There is.
上記目的を達成するため、請求項1の電池は、内部抵抗が70mΩ以下であり、周辺温度23±2℃での電池の外部短絡時の温度上昇が45℃を越えないことを特徴とする。
また、請求項2の電池は、請求項1において、単三型電池であることを特徴とする。
また、請求項3の電池は、請求項1または2において、ニッケル水素電池であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the battery of
A battery according to
A battery according to
また、請求項4の電池は、請求項3において、前記ニッケル水素電池であって、外面部に正極端子、負極端子を備えたケースを有し、同ケースの内部に正極板、負極板およびセパレータが収容され、少なくとも一方の端子と当該端子に対応する極板との間が前記ケース内に配置された導電部材で導通されてなり、前記導電部材は、ケース空間に露出する部分にPTCサーミスタが介在され、前記PTCサーミスタは、前記ケース空間を満たすガス雰囲気に含まれる酸素成分とアルカリ成分から保護する柔軟性をもつ保護層で被膜されることを特徴とする。
A battery according to
請求項1の電池によれば、電池の内部抵抗を70mΩ以下に抑えることにより、通常の電池使用時における740mA放電時の作動電圧を1.20V以上確保して通常の使用性能を低下させないようにできるとともに、周辺温度23±2℃での電池の外部短絡時の温度上昇が45℃を越えないよう抑えることにより、安全性の高い電池を実現することができる。
請求項2の電池によれば、電池は単三型電池であるので、単三型電池は、電化製品や玩具等の市場において極めて広く使用されているが、このように極めて広く使用されている電池に本発明を好適に適用することができる。
請求項3の電池によれば、電池はニッケル水素電池であるので、ニッケル水素電池は、電化製品や玩具等の市場において極めて広く使用されているが、このように極めて広く使用されている電池に本発明を好適に適用することができる。
According to the battery of
According to the battery of
According to the battery of
請求項4の電池によれば、電池がニッケル水素電池である場合において、膨張変化がしやすいケース空間にPTCサーミスタを配置する構造と柔軟性の保護層で被膜させる構造との組み合わせにより、抵抗値の増大をもたらすPTCサーミスタの膨張変化を妨げることなく、ガス雰囲気に含まれる酸素成分、アルカリ成分を要因としたPTCサーミスタの劣化をも防ぐことができる。
このように、ニッケル水素電池のケース空間に柔軟性の保護層で被膜させたPTCサーミスタを配設することで、通常の使用性能を低下させることなく、且つ、外部短絡時における発熱を抑制しつつ、安全性の高い電池を実現することができる。
According to the battery of
In this way, by disposing a PTC thermistor coated with a flexible protective layer in the case space of the nickel metal hydride battery, while suppressing the heat generation during an external short circuit without deteriorating normal use performance. A highly safe battery can be realized.
以下、本発明を図1乃至図3に示す一実施形態に基づいて説明する。
図1は本発明に適用される電池、例えば単三型アルカリ蓄電池の一つである単三型ニッケル水素電池の部分切欠き斜視図を示し、図2は同ニッケル水素電池の正極側の構造を拡大した断面図を示している。ここに、単三型ニッケル水素電池の寸法は、高さ49.2〜50.5mm、外径13.5〜14.5mmである。同図中1はニッケル水素電池の円筒型のケースである。
図1,2に示されるようにケース1は、導電性の円筒形の外装缶2と、外装缶2の開口部を塞ぐように設けた導電性を有する円盤形の封口モジュール4(各種部材4を組合わせたもの)と、外装缶2の開口縁と封口モジュール4の外周部間を絶縁する環状の絶縁部材3で形成される。ケース1は密閉化してある。
Hereinafter, the present invention will be described based on an embodiment shown in FIGS.
FIG. 1 shows a partially cutaway perspective view of a battery applied to the present invention, for example, an AA nickel metal hydride battery which is one of the AA alkaline storage batteries, and FIG. 2 shows the structure of the positive electrode side of the nickel hydrogen battery. An enlarged cross-sectional view is shown. Here, the size of the AA nickel metal hydride battery is 49.2 to 50.5 mm in height and 13.5 to 14.5 mm in outer diameter. In the figure,
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ケース1を構成する外装缶2の内部には、電極群が収められている。図1,2に示されるように電極群は、例えば水酸化ニッケル粒子が充填された帯形の正極板6、例えば水素吸蔵合金が充填された帯形の負極板7との間に、アルカリ電解液を保持した絶縁性のセパレータ8を介在させて渦巻き状に巻回した積層板9から構成される。むろん、巻回した各部は、短絡しないよう絶縁部材9aで絶縁してある。そして、負極板7の側縁部、ここでは負極板7の下側の縁部に形成される集電端子7aは、プレート状の負極集電部材10を介して外装缶2と導通している。これで、外装缶2の底面部に負極端子12を形成している。
An electrode group is housed inside the outer can 2 constituting the
また図1,2に示されるように正極板6の側縁部、ここでは正極板6の上側の縁部に形成される集電端子6aは、通孔13aを有するプレート状の正極集電部材13と導通している。正極集電部材13は、電極群の直上の地点に組み付けられる部品である。この正極集電部材13が、電極群と封口モジュール4との間に形成されるケース空間2a内に配置された導電部材、ここでは正極タブ15を介して、封口モジュール4と接続されている。これで、封口モジュール4の外面中央に形成してある凸部4aを正極端子5としている。この正極端子5をなす凸部4内には、電池の内圧が発生するガスで所定の圧力以上に上昇したとき、当該ガスを逃がす安全弁16が組み込んである。図中16aは同安全弁16の弁体、16bは同じくばねを示している。この安全弁16は、ばね弁式でなく、ゴム弁式などそれ以外の弁構造でもよく、ガスを逃がせる安全弁構造であればよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the current
正極タブ15のうち、ケース空間2aに配置されるタブ部分には、図1,2に示されるように薄板状のPTC(positive temperature coefficient)サーミスタ20が介在されている。具体的には正極タブ15は、例えば中央部分から分かれている。即ち、正極タブ15は、正極集電部材13から延びる逆L形状のタブ部分15aと、封口モジュール4から延びるU形状のタブ部分15bとに分かれている。この分かれた各タブ部分15a,15bの離間対向している先端部間にPTCサーミスタ20が配置されている。そして、重なり合うPTCサーミスタ20の上・下面部(側部)と各タブ部分15a,15bの先端部とが、接着、例えば半田付けで接続され、正極タブ15中にPTCサーミスタ20を直列に介装している。特にPTCサーミスタ20の固定は、接着性を高めるために、図3(b)に示されるように各タブ部分15a,15bの先端部とPTCサーミスタ20の端子を形成する一対の金属板(図示しない)とを、ニッケル薄膜21を介して半田22で半田付けさせる固定構造が用いてある。
As shown in FIGS. 1 and 2, a thin plate-like PTC (positive temperature coefficient)
PTCサーミスタ20は、例えば導電性粒子を分散させた絶縁性ポリマーを用いている。これで、外部短絡など大電流が流れる際に生ずる発熱により、絶縁性ポリマー全体が膨張し、同膨張により導電性粒子の接触が減少して急激に抵抗値が上昇するという特性を利用して、電流の流れを抑制する。なお、絶縁性ポリマーは、発熱が解消され冷めると、収縮し、再び抵抗が小さい状態に戻る。
The
ケース空間2a内に配置されたPTCサーミスタ20は、直近に干渉をもたらすような硬質の部品や部材が無いため、膨張変化がしやすい環境となっている。さらに同PTCサーミスタ20は、PTC物性に影響を与えたり作動に影響を与えたりしにくい環境ともなっている。反面、PTCサーミスタ20は、ケース空間2aに満たされるガス雰囲気、詳しくは充放電時の化学反応で生ずる酸素成分(高圧酸素雰囲気)と、電池内の電解液(図示しない)がもたらすアルカリ成分(アルカリ雰囲気)との両方が混合したガス雰囲気に晒されるため、劣化を招くおそれがある。
The
そこで、PTCサーミスタ20には、同サーミスタ20の機能を損なったり影響を与えたりせずに、PTCサーミスタ20の劣化を防ぐ手段が講じてある。この手段には、図1,2に示されるようにPTCサーミスタ20の周囲を柔軟性の有る保護層25で被膜し、PTCサーミスタ20をガス雰囲気中の酸素成分とアルカリ成分から保護する構造が用いられている。このPTCサーミスタ20の詳しい保護構造が図2および図3(a),(b)に示されている。被膜構造をわかりやすくするため、同図では、保護層25の各部は、若干、大きくして記載してある。
Therefore, the
保護構造を説明すると、図2および図3(a)に示されるように保護層25は、PTCサーミスタ20の周囲を覆うように設けた、ガス雰囲気中の酸素成分に耐える耐酸素保護層27と、同耐酸素保護層27の周りを覆うように設けた、ガス雰囲気中のアルカリ成分に耐える耐アルカリ保護層29との複層構造で形成されている。さらに述べれば、耐酸素保護層27は、重なるタブ部分を含むPTCサーミスタ20の周りに、例えば柔軟性の有るエポキシ樹脂部材27a[図3(b)のみ図示]を塗布した構造が用いられる。つまり、耐酸素保護層27は、タブ部分を含んだPTCサーミスタ20の全体を覆ったエポキシ樹脂部材27aのコートで形成してある。むろん、柔軟性をもち酸素成分に耐える特性をもつ合成樹脂部材であれば、エポキシ樹脂部材27a以外の他の合成樹脂部材でも構わない。
Explaining the protective structure, as shown in FIG. 2 and FIG. 3A, the
耐アルカリ保護層29は、例えば柔軟なポリプロピレン製の薄膜のテープ30、ここでは2枚のポリプロピレン製のテープ30[図3(b)に図示]を用い、エポキシ樹脂部材27aのコート層を上下から挟み込むように張り合わせて、エポキシ樹脂部材27aのコート層の周囲全体を覆う構造が用いられている。つまり、耐アルカリ保護層29は、ポリプロピレンのテープ層で形成してある。むろん、テープ30でなくポリプロピレンのコートでも、他の、柔軟性をもちアルカリ成分に耐える部材、例えばナイロン6、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン6T,ナイロン9T、ナイロンM5T、ナイロン612などナイロン系部材や、ポリアミド系樹脂、耐アルカリ性ゴム、鉱物合成樹脂(アスファルト)などで形成しても構わない。
The alkali-resistant
このように構成されたニッケル水素電池は、例えば外部短絡(または過度の大電流充放電)が生じたとする。すると、PTCサーミスタ20は、その短絡時の大電流が流れる際に生ずる発熱により、絶縁性ポリマー全体が膨張し、導電性粒子の接触を減少させ、急激に抵抗値を上昇させる。ここで、絶縁性ポリマーの膨張は、周囲に干渉する硬質の部材の無いケース空間2aで行われるから、速やかに、要求される抵抗値まで上昇する。これにより、電流の流れは抑制され、電池の発熱が防止される。なお、電流が正常に回復(または電池の放電が終了)すれば、PTCサーミスタ20の抵抗値は再び小さい状態に戻る。
It is assumed that the nickel-metal hydride battery configured in this way has undergone an external short circuit (or excessive large current charge / discharge), for example. Then, the
このとき、ケース空間2a内は、充放電時の化学反応で生ずる酸素成分(高圧酸素雰囲気)と、電池内の電解液がもたらすアルカリ成分(アルカリ雰囲気)との両方が混合したガス雰囲気で満たされるため、PTCサーミスタ20自身(樹脂)やPTCサーミスタ20の接着部(半田付け部)が当該成分により侵食されることが懸念される。
At this time, the inside of the
ここで、PTCサーミスタ20全体は、図2および図3(a),(b)に示されるように耐酸素保護層27で覆われているから、PTCサーミスタ自身の酸素成分による侵食は防御される。また耐酸素保護層27の周囲は、耐アルカリ保護層29で覆われているから、耐酸素保護層27はアルカリ成分による侵食から保護され、PTCサーミスタ20とタブ部分とを接着している半田付け部の侵食を防御する。
Here, since the
このことは、保護層25により、PTCサーミスタ20自身(樹脂)やPTCサーミスタ20の半田付け部は、ガス雰囲気に含まれる酸素成分、アルカリ成分から保護される。しかも、保護層25は、柔軟性を有しているから、PTCサーミスタ20の膨張変化を妨げずにすむ。
それ故、PTCサーミスタ20は、膨張変化がしやすく、PTC物性に影響を与えたり抵抗回復に影響を与えたりせずにすむケース空間2aでの配置と、柔軟性の保護層25による被膜との組み合わせより、ケース空間2aを満たすガス雰囲気に含まれる酸素成分、アルカリ成分に影響されずに、さらにはPTC物性や作動に支障を与えずに、大電流を抑制する性能を十分に発揮させることができ、ニッケル水素電池の発熱を抑制することができる。
したがって、PTCサーミスタ20を用いて、ニッケル水素電池の安全性を十分に確保することができる。
This is because the
Therefore, the
Therefore, the safety of the nickel metal hydride battery can be sufficiently ensured by using the
以下に上記本発明に係る電池の実施例を挙げる。併せて比較例として従来の各種電池を挙げる。
ここでは、下記表1、表2に示すように、電池の種類、内部抵抗、PTCサーミスタの有無、結線短絡抵抗を変えて、740mA放電時の作動電圧、周辺温度23±2℃での電池外部の充電状態短絡時温度上昇、短絡後漏液の有無、短絡後の再使用の可否について調査を行った。表1は結線短絡抵抗が2.5mΩの場合を示し、表2は結線短絡抵抗が100mΩの場合を示す。
Examples of the battery according to the present invention will be given below. In addition, various conventional batteries are listed as comparative examples.
Here, as shown in Table 1 and Table 2 below, change the battery type, internal resistance, presence / absence of PTC thermistor, connection short circuit resistance, operating voltage at 740mA discharge, battery external at ambient temperature 23 ± 2 ° C We investigated the temperature rise at the time of short circuit in the battery, the presence or absence of leakage after the short circuit, and the possibility of reuse after the short circuit. Table 1 shows the case where the connection short circuit resistance is 2.5 mΩ, and Table 2 shows the case where the connection short circuit resistance is 100 mΩ.
<実施例1>
上記構成のニッケル水素電池であって、内部抵抗が25mΩのものを準備した。
<実施例2>
上記構成のニッケル水素電池であって、内部抵抗が70mΩのものを準備した。
<比較例1>
ニッケル水素電池であって、PTCサーミスタを有し、内部抵抗が80mΩのものを準備した。
<比較例2>
ニッケル水素電池であって、PTCサーミスタを有し、内部抵抗が130mΩのものを準備した。
<Example 1>
A nickel metal hydride battery having the above-described configuration and having an internal resistance of 25 mΩ was prepared.
<Example 2>
A nickel metal hydride battery having the above-described configuration and having an internal resistance of 70 mΩ was prepared.
<Comparative Example 1>
A nickel-metal hydride battery having a PTC thermistor and an internal resistance of 80 mΩ was prepared.
<Comparative example 2>
A nickel-metal hydride battery having a PTC thermistor and an internal resistance of 130 mΩ was prepared.
<比較例3>
ニッケル水素電池であって、PTCサーミスタが無く、内部抵抗が23mΩのものを準備した。
<比較例4>
アルカリマンガン乾電池であって、PTCサーミスタが無く、内部抵抗が110mΩのものを準備した。
<比較例5>
マンガン乾電池であって、PTCサーミスタが無く、内部抵抗が400mΩのものを準備した。
<比較例6>
ニッケル乾電池であって、PTCサーミスタが無く、内部抵抗が100mΩのものを準備した。
<Comparative Example 3>
A nickel-metal hydride battery having no PTC thermistor and an internal resistance of 23 mΩ was prepared.
<Comparative example 4>
An alkaline manganese battery having no PTC thermistor and an internal resistance of 110 mΩ was prepared.
<Comparative Example 5>
A manganese battery having no PTC thermistor and an internal resistance of 400 mΩ was prepared.
<Comparative Example 6>
A nickel battery having no PTC thermistor and an internal resistance of 100 mΩ was prepared.
このように、上記本発明に係る電池の実施例1、2によれば、内部抵抗を25mΩ或いは70mΩとしたことで、即ち内部抵抗を70mΩ以下としたことで、通常の電池使用時における740mA放電時の作動電圧を1.20V以上確保することができ、且つ、結線短絡抵抗が2.5mΩの場合であっても100mΩの場合であっても、PTCサーミスタの機能により、周辺温度23±2℃での外部短絡時における温度上昇が45℃を越えないようにでき、公的基準値(例えば、日本玩具協会のST基準)を充分に満たすことができる。
また、上記本発明に係る電池の実施例1、2によれば、短絡後漏液も無く、短絡後の再使用についても何ら問題なく可能である。
As described above, according to the first and second embodiments of the battery according to the present invention, the internal resistance was set to 25 mΩ or 70 mΩ, that is, the internal resistance was set to 70 mΩ or less, so that 740 mA discharge during normal battery use was achieved. Operating voltage of 1.20V or more, and the PTC thermistor function enables the ambient temperature to be 23 ± 2 ° C regardless of whether the short circuit resistance is 2.5 mΩ or 100 mΩ. The temperature rise at the time of the external short circuit in can be prevented from exceeding 45 ° C., and the official standard value (for example, ST standard of the Japan Toy Association) can be sufficiently satisfied.
Moreover, according to Examples 1 and 2 of the battery according to the present invention, there is no leakage after short circuit, and re-use after short circuit is possible without any problem.
従って、本発明の電池によれば、通常の使用性能を低下させることなく、且つ、外部短絡時における発熱を抑制しつつ、安全性の高い電池を実現することができる。
また、ニッケル水素電池、単三型電池、特に単三型ニッケル水素電池は、電化製品や玩具等の市場において広く使用されていることから、このように広く使用されている電池に本発明を好適に適用することができる。
以上で本発明に係る電池の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、電池がニッケル水素電池である場合について説明しているが、ニッケル水素電池と同様の効果が得られれば、電池はニッケル水素電池に限られるものではない。
Therefore, according to the battery of the present invention, a highly safe battery can be realized without deteriorating normal use performance and suppressing heat generation during an external short circuit.
In addition, nickel metal hydride batteries, AA batteries, and particularly AA nickel metal hydride batteries are widely used in the market of electrical appliances and toys. Therefore, the present invention is suitable for such widely used batteries. Can be applied to.
This is the end of the description of the battery according to the present invention, but the present invention is not limited to the above embodiment.
For example, although the case where the battery is a nickel metal hydride battery has been described in the above embodiment, the battery is not limited to the nickel metal hydride battery as long as the same effect as the nickel metal hydride battery can be obtained.
1 ケース
2a ケース空間
5 正極端子
6 正極板
7 負極板
8 セパレータ
12 負極端子
15 正極タブ(導電部材)
20 PTCサーミスタ
25 保護層
27 耐酸素保護層
29 耐アルカリ保護層
DESCRIPTION OF
20
Claims (4)
前記導電部材は、ケース空間に露出する部分にPTCサーミスタが介在され、
前記PTCサーミスタは、前記ケース空間を満たすガス雰囲気に含まれる酸素成分とアルカリ成分から保護する柔軟性をもつ保護層で被膜されることを特徴とする、請求項3記載の電池。 The nickel-metal hydride battery has a case with a positive electrode terminal and a negative electrode terminal on the outer surface, and a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator are accommodated in the case, and corresponds to at least one terminal and the terminal Conducted between the electrode plates by a conductive member disposed in the case,
The conductive member has a PTC thermistor interposed in a portion exposed to the case space,
4. The battery according to claim 3, wherein the PTC thermistor is coated with a protective layer having flexibility to protect from oxygen components and alkali components contained in a gas atmosphere filling the case space.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010195822A JP2012054099A (en) | 2010-09-01 | 2010-09-01 | Battery |
ES11178853.5T ES2532968T3 (en) | 2010-09-01 | 2011-08-25 | Battery |
EP11178853.5A EP2426759B1 (en) | 2010-09-01 | 2011-08-25 | Battery |
US13/217,976 US20120052344A1 (en) | 2010-09-01 | 2011-08-25 | Battery |
CN201110266730.2A CN102386370B (en) | 2010-09-01 | 2011-08-31 | Battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010195822A JP2012054099A (en) | 2010-09-01 | 2010-09-01 | Battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012054099A true JP2012054099A (en) | 2012-03-15 |
JP2012054099A5 JP2012054099A5 (en) | 2013-10-10 |
Family
ID=45907206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010195822A Pending JP2012054099A (en) | 2010-09-01 | 2010-09-01 | Battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012054099A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014024915A1 (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-13 | Fdkトワイセル株式会社 | Alkaline storage cell |
WO2014084203A1 (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-05 | Fdkトワイセル株式会社 | Positive electrode lead and alkaline secondary battery |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05325942A (en) * | 1992-05-19 | 1993-12-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ptc device and composition cell equipped with same device |
JPH06243856A (en) * | 1993-02-15 | 1994-09-02 | Japan Storage Battery Co Ltd | Electricity accumulating element |
JP2003187785A (en) * | 2001-12-18 | 2003-07-04 | Sanyo Gs Soft Energy Co Ltd | Secondary battery |
WO2004068625A1 (en) * | 2003-01-31 | 2004-08-12 | Yuasa Corporation | Sealed alkaline storage battery, electrode structure thereof, charging method and charger for sealed alkaline storage battery |
JP2006121049A (en) * | 2004-09-03 | 2006-05-11 | Tyco Electronics Corp | Electrical device having oxygen barrier coating |
WO2007052790A1 (en) * | 2005-11-07 | 2007-05-10 | Tyco Electronics Raychem K.K. | Ptc device |
JP2007180382A (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Tdk Corp | Ptc element |
JP2007227549A (en) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Tdk Corp | Ptc element |
JP2007234486A (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Gs Yuasa Corporation:Kk | Battery |
JP2007305870A (en) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Tdk Corp | Ptc element |
JP2008053652A (en) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Tdk Corp | Ptc element, and battery protection system |
JP2009135008A (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Gasket for alkaline cell, and alkaline cell |
WO2011138959A1 (en) * | 2010-05-06 | 2011-11-10 | タイコエレクトロニクスジャパン合同会社 | Ptc device and secondary battery equipped with same |
WO2012002523A1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-05 | タイコエレクトロニクスジャパン合同会社 | Ptc device and secondary battery having same |
-
2010
- 2010-09-01 JP JP2010195822A patent/JP2012054099A/en active Pending
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05325942A (en) * | 1992-05-19 | 1993-12-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ptc device and composition cell equipped with same device |
JPH06243856A (en) * | 1993-02-15 | 1994-09-02 | Japan Storage Battery Co Ltd | Electricity accumulating element |
JP2003187785A (en) * | 2001-12-18 | 2003-07-04 | Sanyo Gs Soft Energy Co Ltd | Secondary battery |
WO2004068625A1 (en) * | 2003-01-31 | 2004-08-12 | Yuasa Corporation | Sealed alkaline storage battery, electrode structure thereof, charging method and charger for sealed alkaline storage battery |
JP2006121049A (en) * | 2004-09-03 | 2006-05-11 | Tyco Electronics Corp | Electrical device having oxygen barrier coating |
WO2007052790A1 (en) * | 2005-11-07 | 2007-05-10 | Tyco Electronics Raychem K.K. | Ptc device |
JP2007180382A (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Tdk Corp | Ptc element |
JP2007227549A (en) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Tdk Corp | Ptc element |
JP2007234486A (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Gs Yuasa Corporation:Kk | Battery |
JP2007305870A (en) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Tdk Corp | Ptc element |
JP2008053652A (en) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Tdk Corp | Ptc element, and battery protection system |
JP2009135008A (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Gasket for alkaline cell, and alkaline cell |
WO2011138959A1 (en) * | 2010-05-06 | 2011-11-10 | タイコエレクトロニクスジャパン合同会社 | Ptc device and secondary battery equipped with same |
WO2012002523A1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-05 | タイコエレクトロニクスジャパン合同会社 | Ptc device and secondary battery having same |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014024915A1 (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-13 | Fdkトワイセル株式会社 | Alkaline storage cell |
JP2014035991A (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Fdk Twicell Co Ltd | Alkali storage battery |
US9728764B2 (en) | 2012-08-10 | 2017-08-08 | Fdk Corporation | Alkaline storage battery |
WO2014084203A1 (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-05 | Fdkトワイセル株式会社 | Positive electrode lead and alkaline secondary battery |
CN104838521A (en) * | 2012-11-30 | 2015-08-12 | Fdk株式会社 | Positive electrode lead and alkaline secondary battery |
JPWO2014084203A1 (en) * | 2012-11-30 | 2017-01-05 | Fdk株式会社 | Positive electrode lead, alkaline secondary battery |
CN104838521B (en) * | 2012-11-30 | 2017-04-12 | Fdk株式会社 | Positive electrode lead and alkaline secondary battery |
US9935307B2 (en) | 2012-11-30 | 2018-04-03 | Fdk Corporation | Positive electrode lead and alkaline secondary battery |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100922474B1 (en) | Rechageable battery | |
US8057928B2 (en) | Cell cap assembly with recessed terminal and enlarged insulating gasket | |
JP5319596B2 (en) | Current interruption element and secondary battery provided with the same | |
JP5186514B2 (en) | Secondary battery | |
KR100938896B1 (en) | Battery pack | |
JP5606426B2 (en) | Secondary battery including a cap assembly to which components are bonded | |
US8088511B2 (en) | Cell cap assembly with recessed terminal and enlarged insulating gasket | |
JPH05251076A (en) | Organic electrolyte battery | |
JP2011108626A (en) | Lithium polymer secondary battery | |
JP2006049312A (en) | Can type secondary cell | |
JP2013502048A (en) | Cap assembly and secondary battery using the same | |
JP2005044626A (en) | Battery | |
KR20190136202A (en) | Cylindrical Secondary Battery for Preventing Overcharge | |
JP5973277B2 (en) | Alkaline storage battery | |
CN102386370B (en) | Battery | |
KR20130091533A (en) | Secondary battery | |
KR100814879B1 (en) | Non-aqueous liquid electrolyte secondary cell | |
JP5579544B2 (en) | Alkaline storage battery | |
KR101511302B1 (en) | Secondary battery | |
KR100591430B1 (en) | Secondary battery | |
JP2012054099A (en) | Battery | |
WO2015079672A1 (en) | Cylindrical battery | |
KR20160000173A (en) | Secondary battery | |
KR101563680B1 (en) | Secondary battery | |
JP4749013B2 (en) | battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20130318 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130827 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130827 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140310 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140402 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140723 |