JP2874387B2 - 電 池 - Google Patents
電 池Info
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- JP2874387B2 JP2874387B2 JP3128998A JP12899891A JP2874387B2 JP 2874387 B2 JP2874387 B2 JP 2874387B2 JP 3128998 A JP3128998 A JP 3128998A JP 12899891 A JP12899891 A JP 12899891A JP 2874387 B2 JP2874387 B2 JP 2874387B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- circuit
- exterior material
- synthetic resin
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- 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.)
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-
- 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
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は電池の使用中の熱履歴
を容易に判別するために、熱により不可逆的に変色する
機能を付与した外装材を備えた電池に関する。
を容易に判別するために、熱により不可逆的に変色する
機能を付与した外装材を備えた電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】電池を含む回路において、回路の配線の
短絡または回路構成素子の破壊による短絡などによっ
て、回路に組込まれた電池から過剰な電流が流れ、電池
の急激な消耗および回路の破壊を招くことがある。とく
にリチウム電池のような高出力電池を含む回路の場合、
大電流が流れて電池自体が発熱して発火するなどの危険
がある。したがって、高出力電池には、保護素子が設け
られている。この保護素子は、回路に短絡が生じたとき
回路を開き、その短絡が取除かれたとき回路を閉じるも
のである。そのような保護素子としては、温度上昇に伴
って比較的狭い温度領域で電気抵抗が急増する性質［Ｐ
ＴＣ（Ｐositive temperature coefficient）特性］
を有する抵抗素子（ＰＴＣ素子）、あるいは回路を遮断
する非可逆的な温度ヒューズなどがある。
短絡または回路構成素子の破壊による短絡などによっ
て、回路に組込まれた電池から過剰な電流が流れ、電池
の急激な消耗および回路の破壊を招くことがある。とく
にリチウム電池のような高出力電池を含む回路の場合、
大電流が流れて電池自体が発熱して発火するなどの危険
がある。したがって、高出力電池には、保護素子が設け
られている。この保護素子は、回路に短絡が生じたとき
回路を開き、その短絡が取除かれたとき回路を閉じるも
のである。そのような保護素子としては、温度上昇に伴
って比較的狭い温度領域で電気抵抗が急増する性質［Ｐ
ＴＣ（Ｐositive temperature coefficient）特性］
を有する抵抗素子（ＰＴＣ素子）、あるいは回路を遮断
する非可逆的な温度ヒューズなどがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、保護素
子としてＰＴＣ素子が組込まれた従来の電池では、回路
に過剰電流が流れるとＰＴＣ素子が発熱してその素子の
抵抗値が増大し、その過剰電流を制止する。しかし、過
剰電流が止まると、ＰＴＣ素子は外観的には元の状態に
復帰し、回路に過剰電流が流れたことは判別できない。
子としてＰＴＣ素子が組込まれた従来の電池では、回路
に過剰電流が流れるとＰＴＣ素子が発熱してその素子の
抵抗値が増大し、その過剰電流を制止する。しかし、過
剰電流が止まると、ＰＴＣ素子は外観的には元の状態に
復帰し、回路に過剰電流が流れたことは判別できない。
【０００４】過剰電流が回路に流れるということは、回
路の配線の短絡または回路構成素子の破壊による短絡な
どの重大な異常が生じた結果である。このように何らか
の不都合が回路に生じた時に、この回路に前記短絡など
の重大な異常があったか、そうでないかを容易に判別す
ることが必要である。
路の配線の短絡または回路構成素子の破壊による短絡な
どの重大な異常が生じた結果である。このように何らか
の不都合が回路に生じた時に、この回路に前記短絡など
の重大な異常があったか、そうでないかを容易に判別す
ることが必要である。
【０００５】本発明はこのような課題を解決するもの
で、電池使用中に発生した回路異常を記録し、回路異常
に基づく電流による破壊を防止する電池を提供すること
を目的とするものである。
で、電池使用中に発生した回路異常を記録し、回路異常
に基づく電流による破壊を防止する電池を提供すること
を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、回路に過剰電流が流れたときには電
池本体が加熱されることに注目して、電池外装材に熱に
より不可逆的に変化する機能を付与し、この変化により
電池の外装材に熱履歴が記録される構成としたものであ
る。この熱履歴を確認することにより電池使用中の回路
異常を認知することができる。
るために本発明は、回路に過剰電流が流れたときには電
池本体が加熱されることに注目して、電池外装材に熱に
より不可逆的に変化する機能を付与し、この変化により
電池の外装材に熱履歴が記録される構成としたものであ
る。この熱履歴を確認することにより電池使用中の回路
異常を認知することができる。
【０００７】すなわち、この発明による熱履歴が記録可
能な電池は、電池外装材に加熱により不可逆的に変色す
る機能を付与したフィルム状の合成樹脂を外装材として
用いたものであり、外装材の主たる材料となる合成樹脂
に、加熱により不可逆的に変色する素材を添加すること
で得られるものである。
能な電池は、電池外装材に加熱により不可逆的に変色す
る機能を付与したフィルム状の合成樹脂を外装材として
用いたものであり、外装材の主たる材料となる合成樹脂
に、加熱により不可逆的に変色する素材を添加すること
で得られるものである。
【０００８】
【作用】ＰＴＣ素子を回路保護素子として備え、電池缶
の胴部及び上下両端部をフィルム状の外装材にて被覆し
た電池を、回路に組込んだ場合について説明する。
の胴部及び上下両端部をフィルム状の外装材にて被覆し
た電池を、回路に組込んだ場合について説明する。
【０００９】回路が正常に作動して通常の電流が流れて
いるときは、電池の内部抵抗は低く、また、ＰＴＣ素子
の抵抗値は室温抵抗をしめして、電池およびＰＴＣ素子
の発熱が殆どない。他方、回路に異常が生じて短絡した
とき回路に過大な電流が流れ、電池およびＰＴＣ素子は
ジュール熱により発熱してＰＴＣ素子および電池が高温
になる。この熱によって、電池外装材を変色させる。電
池エネルギーの消耗，短絡の除去などによって電流が止
まるとＰＴＣ素子は元の状態に復帰し、ＰＴＣ素子およ
び電池の温度も室温に戻る。この発明に係わる外装材は
自身の色調が不可逆的に変色する機能を有するので、電
池が通常状態に復帰しても、外装材は変色後の状態を維
持し、電池の熱履歴を電池外部から容易に視認できるこ
ととなる。
いるときは、電池の内部抵抗は低く、また、ＰＴＣ素子
の抵抗値は室温抵抗をしめして、電池およびＰＴＣ素子
の発熱が殆どない。他方、回路に異常が生じて短絡した
とき回路に過大な電流が流れ、電池およびＰＴＣ素子は
ジュール熱により発熱してＰＴＣ素子および電池が高温
になる。この熱によって、電池外装材を変色させる。電
池エネルギーの消耗，短絡の除去などによって電流が止
まるとＰＴＣ素子は元の状態に復帰し、ＰＴＣ素子およ
び電池の温度も室温に戻る。この発明に係わる外装材は
自身の色調が不可逆的に変色する機能を有するので、電
池が通常状態に復帰しても、外装材は変色後の状態を維
持し、電池の熱履歴を電池外部から容易に視認できるこ
ととなる。
【００１０】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
【００１１】図１に本実施例の電池の構成を示す。図に
示すように、電池Ａは保護素子としてのＰＴＣ素子を備
えた筒形二酸化マンガンリチウム電池（形式名ＣＲ１２
３Ａ）である。本電池は電気容量１３００ｍＡｈ、直径
１７ｍｍ、高さ３４．５ｍｍで、発電要素を収容した電
池缶の胴部及び上下両端部を、外装材１により被覆し
た。本実施例では、外装材１として加熱により不可逆的
に変色する素材を添加した合成樹脂フィルムを使用して
いる。このようにして得られた電池を故意に短絡状態と
することで、電池を発熱させ、外装材における熱履歴の
記録状態について調べた。その結果、ＰＴＣ素子は、回
路保護機能を示すとともに、電池外装材は外観が白化変
色し、室温に戻っても変色を維持し、短絡があったこと
を示した。
示すように、電池Ａは保護素子としてのＰＴＣ素子を備
えた筒形二酸化マンガンリチウム電池（形式名ＣＲ１２
３Ａ）である。本電池は電気容量１３００ｍＡｈ、直径
１７ｍｍ、高さ３４．５ｍｍで、発電要素を収容した電
池缶の胴部及び上下両端部を、外装材１により被覆し
た。本実施例では、外装材１として加熱により不可逆的
に変色する素材を添加した合成樹脂フィルムを使用して
いる。このようにして得られた電池を故意に短絡状態と
することで、電池を発熱させ、外装材における熱履歴の
記録状態について調べた。その結果、ＰＴＣ素子は、回
路保護機能を示すとともに、電池外装材は外観が白化変
色し、室温に戻っても変色を維持し、短絡があったこと
を示した。
【００１２】つぎに本発明の実施例の外装材の構成を図
２に示す。図に示すように、外装材１は、２枚の硬貨塩
化ビニル樹脂フィルム２，３を接着剤層６により貼り合
わせたものである。この硬貨塩化ビニル樹脂フィルム
２，３には、加熱により不可逆的に変色する素材が添加
されており、さらにフィルム２の内面には意匠デザイン
などの印刷層４を形成し、他方のフィルム３の内面には
アルミなどの金属蒸着層５を形成し、外観上金属光沢が
あるように構成してある。
２に示す。図に示すように、外装材１は、２枚の硬貨塩
化ビニル樹脂フィルム２，３を接着剤層６により貼り合
わせたものである。この硬貨塩化ビニル樹脂フィルム
２，３には、加熱により不可逆的に変色する素材が添加
されており、さらにフィルム２の内面には意匠デザイン
などの印刷層４を形成し、他方のフィルム３の内面には
アルミなどの金属蒸着層５を形成し、外観上金属光沢が
あるように構成してある。
【００１３】そして外装材１の一面には粘着剤層７を塗
布してある。この粘着剤層７を内側にして外装材１を電
池に巻き付け、端部同士を金型で折り曲げ電池に粘着さ
せて筒状にし、電池の胴部と上下両端部を被覆する。
布してある。この粘着剤層７を内側にして外装材１を電
池に巻き付け、端部同士を金型で折り曲げ電池に粘着さ
せて筒状にし、電池の胴部と上下両端部を被覆する。
【００１４】本実施例のフィルム２，３は塩化ビニル樹
脂を主体とするフィルムで、ＰＶＣは平均重合度が６５
０〜１０００程度の通常の樹脂を用いることができる。
また、少量の共重合成分を含む共重合樹脂も用いること
ができる。またＰＶＣ以外の樹脂としてポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）も同様に使用することができ
る。これらのフィルムは熱によって透明な状態から、白
化して不透明な状態になるよう金属石けんを添加してい
る。
脂を主体とするフィルムで、ＰＶＣは平均重合度が６５
０〜１０００程度の通常の樹脂を用いることができる。
また、少量の共重合成分を含む共重合樹脂も用いること
ができる。またＰＶＣ以外の樹脂としてポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）も同様に使用することができ
る。これらのフィルムは熱によって透明な状態から、白
化して不透明な状態になるよう金属石けんを添加してい
る。
【００１５】なお、添加する金属石けんとしてはステア
リン酸カルシウム，ステアリン酸バリウム，ステアリン
酸亜鉛，ステアリン酸カドミウム，オレイン酸カルシウ
ムであれば同様の効果が得られる。なお、これらの金属
石けんの添加量は樹脂フィルム素材に対して４〜２０重
量％の割合（重量比）であれば十分効果を発揮する。つ
まり、４％以下であれば加熱後の白化の状態が不完全で
あり、２０％以上ではフィルムの成形時にフィルムの強
度が低くなり、かつ、厚みが均一なフィルムを得難いた
めである。
リン酸カルシウム，ステアリン酸バリウム，ステアリン
酸亜鉛，ステアリン酸カドミウム，オレイン酸カルシウ
ムであれば同様の効果が得られる。なお、これらの金属
石けんの添加量は樹脂フィルム素材に対して４〜２０重
量％の割合（重量比）であれば十分効果を発揮する。つ
まり、４％以下であれば加熱後の白化の状態が不完全で
あり、２０％以上ではフィルムの成形時にフィルムの強
度が低くなり、かつ、厚みが均一なフィルムを得難いた
めである。
【００１６】
【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に本発明によれば、熱により不可逆的に電池外装材が変
色するので、もし回路に短絡が発生して電池が消耗した
か否か、ＰＴＣ素子が動作したか否か、また、他の原因
で異常があったか否かを極めて容易に判定することがで
きる。
に本発明によれば、熱により不可逆的に電池外装材が変
色するので、もし回路に短絡が発生して電池が消耗した
か否か、ＰＴＣ素子が動作したか否か、また、他の原因
で異常があったか否かを極めて容易に判定することがで
きる。
【図１】本発明の一実施例の電池の斜視図
【図２】同電池の外装材の断面図
１ 外装材 ２，３ 合成樹脂フィルム ４ 印刷層 ５ 金属蒸着層 ６ 接着剤層 ７ 粘着剤層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 10/42 - 10/48 H01M 2/02
Claims (4)
- 【請求項１】 電池缶の胴部及び上下両端部をフィルム
状の外装材にて被覆した電池であって、該外装材に加熱
により不可逆的に変色する素材が添加された合成樹脂を
用いることを特徴とする電池。 - 【請求項２】 外装材が、加熱により不可逆的に変色す
る素材として金属石けんを添加した合成樹脂フィルムで
ある請求項１記載の電池。 - 【請求項３】 合成樹脂フィルムに添加される金属石け
んが、ステアリン酸カルシウム，ステアリン酸バリウ
ム，ステアリン酸亜鉛，ステアリン酸カドミウムまたは
オレイン酸カルシウムのいずれかである請求項２記載の
電池。 - 【請求項４】 外装材が、金属石けんを４〜２０重量％
の比率に添加した合成樹脂フィルムである請求項２また
は請求項３のいずれかに記載の電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3128998A JP2874387B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 電 池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3128998A JP2874387B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 電 池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04355070A JPH04355070A (ja) | 1992-12-09 |
| JP2874387B2 true JP2874387B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=14998614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3128998A Expired - Fee Related JP2874387B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 電 池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2874387B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060000274A (ko) * | 2004-06-28 | 2006-01-06 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지 |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP3128998A patent/JP2874387B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04355070A (ja) | 1992-12-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |