JP2515109Y2

JP2515109Y2 - 偏平形リチウム電池

Info

Publication number: JP2515109Y2
Application number: JP8539290U
Authority: JP
Inventors: 利男水野; 敬司福原; 吾恵吉岡
Original assignee: 富士電気化学株式会社
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1996-10-30
Anticipated expiration: 2005-08-10
Also published as: JPH0443854U

Description

【考案の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この考案は、偏平形リチウム電池に関し、詳しくは、
電池缶開口部に防爆構造を設けて安全性向上を図った、
偏平形リチウム電池に関するものである。

〈従来の技術〉コイン形，ボタン形などの偏平形リチウム電池は、各
種電子機器のバッテリーバックアップ用として基板実装
等されて広く使用されている。

ところで、この偏平形リチウム電池を例えばメモリー
バックアップに使用する場合には、通常、充電防止のた
めに漏れ電流の小さなダイオードを接続するが、機器の
電源が入った状態で電池が使われない（電池の電気容量
が消費されない）状態でおかれた場合は、ダイオードの
漏れ電流により電池は常に充電される状態となる。

そしてこの充電電流によって電池内部の電解液が分解
され、この分解に伴い発生するガスによって電池内圧が
上がることから、電池が破裂するという事故が起こる危
険性がある。特にダイオードの選定または取付けミスあ
るいはダイオードの故障などの場合には、流れる電流も
大きく、急激なガス発生となり、破裂の危険性は高ま
る。その他、例えば電池を160℃以上に加熱したり、あ
るいは強制的に過放電（電池容量がなくなっても定電流
で放電）した場合にも、同様な破裂の生じることがあ
る。

ところが、偏平形リチウム電池は一般的にはその容量
が小さいので、破裂したとしても大事には至らず、この
ため例えば筒形リチウム電池で用いられているような、
電池缶開口部に防爆構造を設けて異常ガス圧を電池外部
に放出する構造は特に採られていない。尚、筒形リチウ
ム電池の防爆構造は、例えば、電池缶開口部を可撓性封
口板により封口し、またこの可撓性封口板に対向した切
刃部材を例えば端子板内面に設けることで、異常内圧に
より膨出した上記封口板を切刃にて破断する形式のもの
が一般的に用いられる。

〈考案が解決しようとする課題〉しかしながら、最近、電池容量が500〜600mAH,ないし
それ以上の大容量の偏平形リチウム電池が使用されるこ
とがあり、このような大容量の場合には内圧上昇による
電池破裂は無視できないものとなる。

ところが、この種の偏平形リチウム電池は、筒形リチ
ウム電池などに比べて電池体積がかなり小さく且つ構造
が簡単であり、その故、筒形リチウム電池に使用されて
いる上記防爆構造を採ることは、発電要素の収納可能体
積が著しく減少するので実質的に不可能である。

この考案は、発電要素の収納可能体積を減じる虞のな
い、新規な防爆構造を備えた偏平形リチウム電池を提供
することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉この考案の偏平形リチウム電池は、電池缶開口端部を
内側にかしめ、電池缶周縁と端子板周縁との間に設けた
絶縁ガスケットを挟圧して密封ケースを構成し、前記密
封ケース内に、正極と負極とをセパレータを介して対向
してなる発電要素を収納した偏平形電池において、前記
電池缶開口端部に切欠き部を設けて、前記電池缶外周の
一部の立上り部分の高さを短くしたことを要旨とする。

上記の切欠き部は少くともその角が曲線状に切除かれ
た形状のものが用いられる。また、切欠き部全体を曲線
状として円弧状の切欠きとしても良い。

またこのような切欠き部としては、その面積が電池缶
立ち上がり部の外周全面積の2.5〜５％で、且つ開口端
における円周に対して1/8〜1/3の長さの円周部分を、電
池缶外周の立上り部分の開口高さに対して開口端から最
大10〜20％の長さで形成したものを用いるのが好まし
く、耐漏液性の低下を招くことなしに防爆を有効に行え
る。

〈作用〉電池缶開口端部に切欠き部を設けて電池缶外周の立上
り部分の高さを一部分短くすることで、この短くした個
所における電池缶開口端部のかしめの力が弱くなる。

この結果、電池内圧の上昇の際に上記短くした部分に
位置する端子板が、あたかも貝が口を開けるように移動
して抜け、この抜けた後の隙間から異常内圧が電池外部
に放出され、この結果防爆が行える。

そして、この防爆構造は電池缶開口端部に設けたもの
であり、発電要素の収納体積は従来通りであるので、発
電要素の収納可能体積を減じることがない。

〈実施例〉以下に本考案の実施例を説明する。

第１図（Ａ）は実施例の電池に用いる電池缶１を示し
たもので、この電池缶１はSUS304製の板厚0.25mm,外径2
4.5mm,高さ3.5mmのもので、この電池缶１の開口端部1a
の、点線で囲まれる切欠き部D,即ち開口端における円周
Ｒ（図示せず）の内の円周部分ｒを、開口端からの最大
長さｔで円弧状に削りとることで、高さが一部分短い立
上り部分1cを形成したものである。尚、量産する場合に
はこの削りとりに代え、予じめ削り取る分を考慮したト
リミングを行ってプレス成形するなどの適宜な方法を採
れば良い。

第１図（Ｂ）はこの電池缶１を用いて作ったCR2450
（直径24.5mm,厚さ5mm,容量550mAH）の偏平形リチウム
電池を示したもので、電池缶１と端子板２（SUS304製で
板厚0.25mm）をポリプロピレン製の絶縁ガスケット３を
介して挟圧して構成される密封ケース内には、正極合剤
4,セパレータ5,リチウム負極６をこの順に積重し且つ非
水電解液を所定量加えて作った発電要素が封入されてい
る。

正極合剤４はMnO₂，グラファイト，並びにPTFEの重量
比10:1:0.5での混合物を円板状に加圧成形したものを、
またリチウム負極６は金属リチウムを厚さ1.05mm,直径1
9.5mmの円板状に打抜いたもので、これを端子板２の内
面平坦部に圧着して用いた。更にセパレータ５にはポリ
プロピレンを主体とする不織布を使用し、また非水電解
液にはLiCF₃SO₃をプロピレンカーボネイトとジメトキシ
エタンの混合溶液に1mol/l溶解したものを使用した。図
において4aは正極合剤４の下側及び底面外周部に嵌合し
た正極リングである。

以上の構成の電池では、充電に伴う電解液分解による
ガス発生によって電池内圧が異常上昇した場合、電池缶
１の高さが短い立上り部分1cにおいて絶縁ガスケット３
と電池缶開口部の係止が外れ、第２図（Ａ），（Ｂ）に
示すように、端子板２のこの部分が、あたかも貝が口を
開けるように移動して電池缶１から抜け、抜けた後の隙
間から異常内圧が電池外部に放出される。

そして、電池缶開口端部における上記の円弧状に削り
とる部分の寸法r/R,t/T×100（％）を第１表のようにし
て、電池１〜６をそれぞれ作製した。尚、Ｔは通常高さ
の立上り部分1bにおける開口高さである。

これらの電池１〜6,並びに切欠き部Ｔを設けない電池
缶を用いた他は同様な電池（従来電池）をそれぞれ10個
づつ作製し、これらを300mAで２時間充電し、その際の
破裂数を調べた。また同じくそれぞれ10個づつを環境温
度60℃で20日間高温保存した後の漏液数を調べた。これ
らの結果は表２の通りである。

また、上記電池１〜６と従来電池について、電池より
の距離1mの位置における破裂音をそれぞれ測定した所、
電池１〜６では破裂音が75ホーン以下（55〜75ホーン）
であるのに対し、従来電池では破裂音が80ホーン以上
（80〜92ホーン）であった。従って、上記のような切欠
き部を設けることで、電池破裂時における破裂音を大幅
に下げることもできる。

一方、円弧状の切欠き部に代えて、第３図に示したよ
うな、略長方形の四隅を曲線状に切除した切欠き部Ｄを
設けた電池缶を使用した場合も、結果は同様であった。

第４図（Ａ），（Ｂ）並びに第５図（Ａ），（Ｂ）は
他の実施例を示したもので、前者は電池缶１の内側に設
けた皿状の電池内缶4b内に正極合剤４を入れ、またこの
電池内缶4b外周の立上り部上端に設けた外方突出部の上
に絶縁ガスケット３を載置した構造で、電池缶１内周と
電池内缶4b外周との間には電解液溜め７が形成される。

また後者は電池内缶4bの上端の内方突出部の上に絶縁
ガスケット３を載置するとともに、リング状に成形した
正極合剤４の内側に有底筒状のセパレータ５を介してリ
チウム負極６を設け、また端子板２に接続された集電子
2aをこのリチウム負極６内に突入させて構成される。

〈考案の効果〉以上の通り、この考案によれば、発電要素の収納可能
体積を減じることなしに防爆構造を備することが可能
で、安全性の高い偏平形リチウム電池を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は実施例の電池で用いる電池缶の斜視図、
第１図（Ｂ）は実施例の電池の断面図、第１図（Ｃ）は
同じく正面図、第２図（Ａ），（Ｂ）は実施例の電池を
防爆させた状態の説明図、第３図は電池缶の他例の説明
図、第４図（Ａ）は他の実施例の断面図、第４図（Ｂ）
は同じく正面図、第５図（Ａ）はその他の実施例の断面
図、第５図（Ｂ）は同じく正面図である。１……電池缶、２……端子板、３……絶縁ガスケット、
４……正極合剤、６……リチウム負極、1a,1b,1c……立
上り部。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】電池缶開口端部を内側にかしめ、電池缶周
縁と端子板周縁との間に設けた絶縁ガスケットを挟圧し
て密封ケースを構成し、前記密封ケース内に、正極と負
極とをセパレータを介して対向してなる発電要素を収納
した偏平形電池において、前記電池缶開口端部に切欠き
部を設けて、前記電池缶外周の一部の立上り部分の高さ
を短くしたことを特徴とする偏平形リチウム電池。