JP2013118162A - リチウムバッテリ - Google Patents

Abstract

【課題】製造が易くなり、コストが減少され、高感度を有して、圧力をタイムリーに調整できる安全弁を有するリチウムバッテリを提供する。
【解決手段】本発明のリチウムバッテリは、電極アセンブリと、底壁と底壁に直交するように上向きに延出する複数の側壁とを備え、底壁と複数の側壁が電極アセンブリを収容する収容空間と密封口を包囲するように形成されるバッテリケースと、電極アセンブリとバッテリケースとの間に充填される電解液と、電極アセンブリと電解液を前記収容空間に密封されるバッテリ蓋とを含む。リチウムバッテリケースの少なくとも一つの側壁に溝状の安全弁が配置され、安全弁が側壁の隅部に近接する箇所に設けられ、安全弁と密封口との間の距離は、密封口と底壁との間の距離の四分の一より小さいものに設定されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般に電気化学電池の分野に関して、より具体的には、リチウムバッテリに関する。

携帯電話、ポータブルコンピュータおよび他の消費者用電子装置などの装置のために、長期サイクル寿命、急速な充電容量および高エネルギー密度を有する再充電性バッテリに対する需要は、増大し続けている。そのリチウムバッテリは、高エネルギー密度、高パワー密度、高信頼性、耐高温性、長寿命等に広く使用される。

過充電された場合や過日射された場合等に、バッテリー内部の温度が上昇し、バッテリーケース壁やバッテリーケースと蓋との溶接部等が破壊し、内部の液が漏れたりする虞がある等の問題点があったので、リチウムバッテリに、一般に内部の圧力を制御するための安全弁が設けられ、特許文献にしめすように、安全弁は、バッテリのケースの隅部に隣接する箇所に形成された凹溝状のものである。

中国実用新案公告第2805102号明細書

しかしながら、従来技術において、前記４５度角度で傾斜するように配置された安全弁は、使用する時に、開け難しくて圧力を調整することができない恐れがあった。したがって、新たなリチウムバッテリを開発することが必要である。

本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、製造が易くなり、コストが減少され、高感度を有して、圧力をタイムリーに調整できる安全弁を有するリチウムバッテリを提供することを目的とする。

本発明のリチウムバッテリは、
陽極と、陰極と、前記陽極及び陰極の間に配置される分離フィルムとを備える電極アセンブリと、
底壁と、前記底壁に直交するように上向きに延出する複数の側壁とを備え、前記底壁と複数の側壁が前記電極アセンブリを収容する収容空間と密封口を包囲するように形成されるバッテリケースと、
前記電極アセンブリとバッテリケースとの間に充填される電解液と、
前記電極アセンブリと電解液を前記収容空間に密封されるバッテリ蓋と
を含むリチウムバッテリにおいて、
前記リチウムバッテリケースの少なくとも一つの側壁に溝状の安全弁が配置され、前記安全弁が前記側壁の隅部に近接する箇所に設けられ、
前記安全弁と密封口との間の距離は、前記密封口と底壁との間の距離の四分の一より小さいものに設定されることを特徴とする。

従来技術に比べ、本発明は以下の利点を有する。リチウムバッテリの安全弁は、製造が易くなり、コストが減少され、高感度を有して、圧力をタイムリーに調整できる。

本発明に係るリチウムバッテリの組立斜視図である。 図１に示すリチウムバッテリの部分の分解図である。 本発明に係るリチウムバッテリのバッテリケースの正面図である。 本発明に係るリチウムバッテリのバッテリケースの斜視図である。 本発明に係るリチウムバッテリの安全弁の断面図である。 本発明に係るリチウムバッテリの安全弁の別例の断面図である。

以下、本発明についての実施形態を詳細に説明する。

図１と図２を参照すると、本発明のリチウムバッテリ１００は、バッテリケース１０と、バッテリケース１０に収容される電極アセンブリ２０と、パッテリ出力端３０と、バッテリ蓋４０と、前記バッテリケース１０と電極アセンブリ２０の間に充填される電解液とを含んでいる。

図３ａと３ｂを参照すると、バッテリケース１０は、底壁１１と、密封口１６と、前記底壁１１にそれぞれ正交するように延出する四つの側壁とを備え、その四つの側壁は、第一側壁１２が第二側壁１３に平行するように配置され、前記第三側壁１４が第四側壁１５に平行するように配置されるとともに、前記第一側壁１２が第三側壁１４に正交するように配置される。前記底壁１１、第一側壁１２と、第二側壁1３と第四側壁１５は、収容空間（参照記号なし）を包囲するように構成している。

前記第一側壁１２には溝状の安全弁１２１が配置され、該安全弁１２１は前記第一側壁１２と第四側壁１５に連接する箇所の隅部に隣接するように配置される。前記第二側壁１３にも溝状の安全弁１３１が配置され、該安全弁１３１は前記第二側壁１３と第三側壁１４に連接する箇所の隅部に隣接するように配置される。前記安全弁１２１、１３１と密封口１６との間の距離は、前記密封口１６と底壁１１との間の距離の四分の一より小さいものに設定される。その原因は、パッテリの膨張する時に、安全弁の配置される位置が最大な応力を受けるので、安全弁を容易に開きでき圧力を調整する目的を実現できるものである。

勿論、他の実施形態において、バッテリケースに一つ又は複数の安全弁を備えてもよく、あらゆる安全弁と底壁との間の距離は、前記密封口１６と底壁１１との間の距離の四分の一より小さくすればよくてもいい。勿論、安全弁も一側壁のみに配置されてもいい。

図３ａと３ｂを参照すると、前記安全弁１２１の長さは前記第一側壁１２の幅の三分の一〜２分の１に介在され、安全弁１２１の幅は３ｍｍ〜５ｍｍに介在される。同様に、前記第二側壁１３に形成された安全弁１３１は、その長さが第二側壁１３の幅の三分の一〜２分の１に介在され、その幅が３ｍｍ〜５ｍｍに介在される。前記安全弁１２１、１３１の厚さは０.１ｍｍ〜０.１５ｍｍに介在される。

図４ａを参照すると、前記安全弁１２１の断面はコ字形状を呈して、断面の底部に二つの角部１２２が有して、本実施形態において、前記角部１２２は直角である。また、他実施形態において、前記角度も鋭角または鈍角でもよく、例えば、図４bを示す角部１２３は鈍角である。図１を参照して、安全弁１２１の第一側壁１２に位置する投影は円弧状の面取り１２４が設けられ、勿論、他の実施形態において、前記面取り１２４は４５度角または３０度角を呈してもいい。

前記安全弁１２１は、直線に沿って延在する溝部であり、安全弁１２１の延在方向は、前記バッテリ蓋４０の平面に平行するように配置される。勿論、ほかの実施形態において、前記安全弁１２１はＳ字形状を呈する溝部又は波状式の溝部でもいい。

図２を参照すると、前記電極アセンブリ２０は、前記バッテリケース１０に形成される収容空間に収容され、陽極２１と、陰極２２と及び前記陽極２１及び陰極２２との間に位置する分離フィルム２３とを積み重ねるように含んでいる。前記分離フィルム２３により陰極片２１と陰極２２とが隔離される。

前記バッテリ出力端３０は、前記陽極２１に連接する陽極出力端３１と、前記陰極２２に連接する陰極出力端３２を備え、前記陽極出力端３１と陰極出力端３２は、ボルトとナットから構成される。

前記バッテリ蓋４０には、前記陽極出力端３１と陰極出力端３２がそれぞれ貫通される二つの貫通孔４１が形成され、前記陽極出力端３１と陰極出力端３２は前記貫通孔４１を貫通して露出される。該バッテリ蓋４０により、前記密封口１６を密封して前記電極アセンブリ２０と電解液とが前記バッテリケース１０の収容空間に密封される。

以上本発明について最良の実施の形態を参照して詳細に説明したが、実施形態はあくまでも例示的なものであり、これらに限定されない。また上述の説明は、本発明に基づきなしうる細部の修正或は変更など、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。

１００ リチウムバッテリ
１０ バットリケース
１１ 底壁
１２ 第一側壁
１２１、１３１ 安全弁
１２２、１２３ 角部
１３ 第二側壁
１４ 第三側壁
１５ 第四側壁
１６ 密封口
２０ バットリ部材
２１ 陽極
２２ 陰極
２３ 分離フィルム
３０ バットリ出力端
３１ 陽極出力端
３２ 陰極出力端
４０ バットリ蓋
４１ 貫通孔

Claims (12)

1. 陽極と、陰極と、前記陽極及び陰極の間に配置される分離フィルムとを備える電極アセンブリと、
   底壁と、前記底壁に直交するように上向きに延出する複数の側壁とを備え、前記底壁と複数の側壁が前記電極アセンブリを収容する収容空間と密封口を包囲するように形成されるバッテリケースと、
   前記電極アセンブリとバッテリケースとの間に充填される電解液と、
   前記電極アセンブリと電解液を前記収容空間に密封されるバッテリ蓋と
   を含むリチウムバッテリにおいて、
   前記リチウムバッテリケースの少なくとも一つの側壁に溝状の安全弁が配置され、前記安全弁が前記側壁の隅部に近接する箇所に設けられ、
   前記安全弁と密封口との間の距離は、前記密封口と底壁との間の距離の四分の一より小さいものに設定されることを特徴とするリチウムバッテリ。
2. 前記バッテリケースは、少なくとも一対の互いに平行な側壁を備え、該平行な両側壁に安全弁がそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１に記載のリチウムバッテリ。
3. 前記溝状の安全弁は、その長さが前記安全弁の位置される側壁の幅１／３〜１／２に介在されることを特徴とする請求項１に記載のリチウムバッテリ。
4. 前記安全弁の幅は、３ｍｍ〜５ｍｍに介在されることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のリチウムバッテリ。
5. 前記安全弁の厚さは、０.１ｍｍ〜０.１５ｍｍに介在されることを特徴とする請求項４に記載のリチウムバッテリ。
6. 前記安全弁は、直線状の溝部であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかの一項に記載のリチウムバッテリ。
7. 前記安全弁の延在方向は、前記バットリ蓋の位置される平面と平行していることを特徴とする請求項６に記載のリチウムバッテリ。
8. 前記安全弁は、Ｓ字形状を呈する溝部であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかの一項に記載のリチウムバッテリ。
9. 前記安全弁は、波状式の溝部であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかの一項に記載のリチウムバッテリ。
10. 前記安全弁の断面はコ字形状を呈するように配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかの一項に記載のリチウムバッテリ。
11. 前記安全弁の断面の底部は少なくとも二つの角部が形成されることを特徴とする請求項１０に記載のリチウムバッテリ。
12. 前記安全弁の断面の底部での角度部は、直角と鋭角と鈍角のうちの一つであることを特徴とする請求項１１に記載のリチウムバッテリ。