JP2016051683A - 二次電池、及び二次電池の発生ガス測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1) 正極板と負極板とをセパレータを介して積層した電池構成部材と、該電池構成部材を収容する筐体と、前記電池構成部材に接続され前記筐体の外側に露出する電池端子部と、を備える二次電池であって、
前記筐体の内外を連通する連通流路を形成する接続部を有し、
前記接続部は、規格化された継手部を有することを特徴とする二次電池。
(2) 前記継手部は、管用ねじであることを特徴とする(1)に記載の二次電池。
(3) 前記電池構成部材は、リチウムイオン二次電池を構成することを特徴とする(1)又は(2)に記載の二次電池。
(4) 正極板と負極板とをセパレータを介して積層した電池構成部材と、該電池構成部材を収容する筐体と、前記電池構成部材に接続され前記筐体の外側に露出する電池端子部と、を備える二次電池の前記筐体内のガスを測定する発生ガス測定方法であって、
前記筐体の内外を連通する連通流路が形成され、規格化された継手部を有する接続部に、前記継手部に対応する規格の被接続側継手部を有する外部流路を接続し、
前記連通流路と前記外部流路を通じて、前記筐体内のガスを測定する発生ガス測定方法。
(5) 前記外部流路に接続された圧力計によって前記筐体内のガス圧を測定することを特徴とする(4)に記載の発生ガス測定方法。
(6) 前記外部流路に開閉バルブが接続され、前記開閉バルブを通じて前記筐体内のガスを分取することを特徴とする(4)又は(5)に記載の発生ガス測定方法。
(7) 前記電池端子部から電力を印加し、印加した電力によって前記筐体内で発生するガスのガス量を、前記筐体内のガス圧から測定することを特徴とする(4)乃至(6)のいずれか一つに記載の発生ガス測定方法。
<二次電池の構成>
以下、本発明の二次電池を、リチウムイオン二次電池として構成した一例を説明する。
図1は本発明の実施形態を説明するための二次電池の斜視図、図2は図1に示す二次電池の概略的な断面図である。
筐体13は、二次電池の製品形状を想定した扁平な直方体形状である。この電池形状によれば、二次電池100を実際の機器内に組み込む際のスペース効率が高められる。筐体13内でのガス発生により、筐体13の内圧が上昇した場合、図1に示す面積の大きい筐体正面61と筐体背面63が筐体外側に膨らみ、内容積が大きくなろうとする。そこで、二次電池100を機器内に組み込む際には、図5に示すように、筐体正面61と筐体背面63を、樹脂製又は金属製の補強板67,67で挟持することで固定する。図示例ではバンド69により固定した例を示すが、これに限らず、例えばボルト、ナットを使用して固定するものであってよい。
本構成の二次電池100の組立は、概略的には下記手順で行うことができる。
(St.1)電極体11の作製
(St.2)蓋体47の正極端子37と負極端子39への電極体11の接合
(St.3)電極体11の容器本体45への挿入
(St.4)蓋体47と容器本体45との接合
(St.5)電解液の注入
次に、上記構成の二次電池100を用いた発生ガス測定方法について、詳細に説明する。
(1)第1の発生ガス測定手順
図7は、二次電池のガス発生量を測定する測定システムの概略構成図である。本測定システムは、ガス圧力を測定する圧力計71と、一端部が圧力計71に接続され、他端部が接続アダプタ19の接続部25に接続される被接続側継手部を有する外部流路としてのチューブ75と、温度センサ77とを備える。
(1)二次電池100の筐体13の内容積(初期ガス量)V0を、予め制御装置に記憶された諸元情報から求める。また、圧力計71により測定前の筐体13内の初期圧力P0を測定し、温度センサ77により初期温度T0を測定する。
Va:筐体13内の容積
Vb:電池端子部15の電池内容積
Vc:正極板27の容積(正極活物質重量×1/比重+導電助剤重量×1/比重+バインダ重量×1/比重)
Vd:正極集電箔33の容積(膜厚×縦方向長さ×横方向長さ)
Ve:負極板31の容積(負極活物質重量×1/比重+導電助剤重量×1/比重+バインダ重量×1/比重)
Vf:負極集電箔35の容積(膜厚×縦方向長さ×横方向長さ)
Vg:セパレータ29の容積(膜厚×縦方向長さ×横方向長さ×(1−空孔率))
Vh:電解液の体積(液重量×1/比重)
Vi:接続アダプタ19等の導管内部容積
としたとき、(式1)から求められる。
図8は、二次電池のガス発生量を測定し、発生ガスを分析する測定システムの概略構成図である。本測定システムは、ガス圧力を測定する圧力計71と、開閉バルブ79と、一端部が接続アダプタ19の接続部25に接続され、二股に分岐された他端部が、それぞれ圧力計71と開閉バルブ79とに接続された外部流路としてのチューブ81と、温度センサ77と、を備える。
図9は、充放電を行いながら経時的にガス発生量を測定し、発生ガスを分析する測定システムの概略構成図である。本測定システムは、図8に示す測定システムに加えて、正極端子37と負極端子39に各端子が接続されたバッテリテスタ83を備えている。
例えば、二次電池として、リチウムイオン電池を例示したが、これに限らず、ナトリウムイオン二次電池、全固体電池、金属空気電池などの各種電池にも本発明の適用が可能である。
13 筐体
15 電池端子部
17 連通流路
19 接続アダプタ
23 継手部
25 接続部
27 正極板
29 セパレータ
31 負極板
37 正極端子
39 負極端子
47 蓋体
65 開口孔
71 圧力計
75 チューブ
77 温度センサ
79 開閉バルブ
81 チューブ(外部流路)
83 バッテリテスタ
100 二次電池
Claims (7)
- 正極板と負極板とをセパレータを介して積層した電池構成部材と、該電池構成部材を収容する筐体と、前記電池構成部材に接続され前記筐体の外側に露出する電池端子部と、を備える二次電池であって、
前記筐体の内外を連通する連通流路を形成する接続部を有し、
前記接続部は、規格化された継手部を有することを特徴とする二次電池。 - 前記継手部は、管用ねじであることを特徴とする請求項1に記載の二次電池。
- 前記電池構成部材は、リチウムイオン二次電池を構成することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の二次電池。
- 正極板と負極板とをセパレータを介して積層した電池構成部材と、該電池構成部材を収容する筐体と、前記電池構成部材に接続され前記筐体の外側に露出する電池端子部と、を備える二次電池の前記筐体内のガスを測定する発生ガス測定方法であって、
前記筐体の内外を連通する連通流路が形成され、規格化された継手部を有する接続部に、前記継手部に対応する規格の被接続側継手部を有する外部流路を接続し、
前記連通流路と前記外部流路を通じて、前記筐体内のガスを測定する発生ガス測定方法。 - 前記外部流路に接続された圧力計によって前記筐体内のガス圧を測定することを特徴とする請求項4に記載の発生ガス測定方法。
- 前記外部流路に開閉バルブが接続され、前記開閉バルブを通じて前記筐体内のガスを分取することを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の発生ガス測定方法。
- 前記電池端子部から電力を印加し、印加した電力によって前記筐体内で発生するガスのガス量を、前記筐体内のガス圧から測定することを特徴とする請求項4乃至請求項6のいずれか一項に記載の発生ガス測定方法。
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