JP3230862B2 - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JP3230862B2 JP3230862B2 JP34022492A JP34022492A JP3230862B2 JP 3230862 B2 JP3230862 B2 JP 3230862B2 JP 34022492 A JP34022492 A JP 34022492A JP 34022492 A JP34022492 A JP 34022492A JP 3230862 B2 JP3230862 B2 JP 3230862B2
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- Japan
- Prior art keywords
- battery
- electrode body
- electrode
- pipe
- plate
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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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、防爆機構を備えた非水
電解液電池に関する。
電解液電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ビデオカメラや、ヘッドホンステ
レオなどの電子機器の高性能化、小型化には目覚ましい
ものがあり、これらの電子機器の電源となる二次電池の
重負荷性の改善やエネルギー高密度化の要求も強まって
きている。このため、リチウム金属、リチウム合金もし
くは、炭素質材料のようなリチウムを吸蔵，放出できる
物質を負極材料に使用する非水電解液電池の開発が活発
に行われるようになった。
レオなどの電子機器の高性能化、小型化には目覚ましい
ものがあり、これらの電子機器の電源となる二次電池の
重負荷性の改善やエネルギー高密度化の要求も強まって
きている。このため、リチウム金属、リチウム合金もし
くは、炭素質材料のようなリチウムを吸蔵，放出できる
物質を負極材料に使用する非水電解液電池の開発が活発
に行われるようになった。
【０００３】しかしながら、前記高密度化に伴い危険性
も増している。例えば前記非水電解液電池は、充電時に
通常よりも長い電流が供給されて過充電状態になった
り、あるいは放電時に誤使用や前記電池を使用する機器
の故障等により大電流が流れて短絡状態になったりする
と、電解液が分解しガスが発生し、電池内圧が上昇して
しまう。更に前記過充電あるいは前記短絡が続くと、前
記電解液の分解による発熱により電池温度が急激に上昇
し、電池が破裂してしまう場合がある。
も増している。例えば前記非水電解液電池は、充電時に
通常よりも長い電流が供給されて過充電状態になった
り、あるいは放電時に誤使用や前記電池を使用する機器
の故障等により大電流が流れて短絡状態になったりする
と、電解液が分解しガスが発生し、電池内圧が上昇して
しまう。更に前記過充電あるいは前記短絡が続くと、前
記電解液の分解による発熱により電池温度が急激に上昇
し、電池が破裂してしまう場合がある。
【０００４】そこで、前記内圧上昇や前記発熱による破
裂を未然に防ぐことが、前記電池の実用化には必須であ
る。このため、図４に示すような防爆用の安全弁機構を
備えたリチウム二次電池が、実公昭５９−１５３９８号
に開示されている。すなわち、正極４０と負極４１とを
セパレータ４２を介して捲回して作製した渦巻状の電極
体４３が外装缶４４内に収納されている。絶縁板４５は
前記電極体４３と前記外装缶４４との間に介装され、前
記電極体４３と前記外装缶４４とを互いに電気的に絶縁
している。非水電解液は、前記外装缶４４内に収容され
ている。封口体４６は、前記外装缶４４開口部に絶縁材
４７を介してかしめ固定により取付けられ、前記外装缶
４４を密閉している。前記封口体４６は、板状端子板４
８と帽子形の端子板４９との間に後述する安全弁機構の
一構成部材である可撓性薄板５０を介在させ、前記板状
端子板４８を前記帽子形の端子板４９の周縁上部に折り
曲げて一体化させた構造になっている。正極リード５１
は、その一端が前記正極４０に接続され、かつその他端
が前記板状端子板４８の下端に接続されている。
裂を未然に防ぐことが、前記電池の実用化には必須であ
る。このため、図４に示すような防爆用の安全弁機構を
備えたリチウム二次電池が、実公昭５９−１５３９８号
に開示されている。すなわち、正極４０と負極４１とを
セパレータ４２を介して捲回して作製した渦巻状の電極
体４３が外装缶４４内に収納されている。絶縁板４５は
前記電極体４３と前記外装缶４４との間に介装され、前
記電極体４３と前記外装缶４４とを互いに電気的に絶縁
している。非水電解液は、前記外装缶４４内に収容され
ている。封口体４６は、前記外装缶４４開口部に絶縁材
４７を介してかしめ固定により取付けられ、前記外装缶
４４を密閉している。前記封口体４６は、板状端子板４
８と帽子形の端子板４９との間に後述する安全弁機構の
一構成部材である可撓性薄板５０を介在させ、前記板状
端子板４８を前記帽子形の端子板４９の周縁上部に折り
曲げて一体化させた構造になっている。正極リード５１
は、その一端が前記正極４０に接続され、かつその他端
が前記板状端子板４８の下端に接続されている。
【０００５】前記安全弁機構５２は、前記板状端子板４
８の中央部に設けられた円形の穴５３と、前記帽子形の
端子板４９の中央付近に三角形の二辺を切り込み、かつ
前記切り込みにより形成された三角形部分を下方に向け
て屈曲させることにより形成された前記穴５３と対向す
る刃５４と、前記刃５４の形成により前記帽子形の端子
板４９に開口された三角形の穴５５と、前記端子板４
８，４９間に介在された前記可撓性薄板５０とから構成
されている。前記可撓性薄板５０は、金属層と合成樹脂
層との複合部材から構成されている。
８の中央部に設けられた円形の穴５３と、前記帽子形の
端子板４９の中央付近に三角形の二辺を切り込み、かつ
前記切り込みにより形成された三角形部分を下方に向け
て屈曲させることにより形成された前記穴５３と対向す
る刃５４と、前記刃５４の形成により前記帽子形の端子
板４９に開口された三角形の穴５５と、前記端子板４
８，４９間に介在された前記可撓性薄板５０とから構成
されている。前記可撓性薄板５０は、金属層と合成樹脂
層との複合部材から構成されている。
【０００６】このような構成の二次電池において、過充
電や短絡等により前記外装缶４４内で発生したガスは、
前記セパレータ４２の表面に沿って前記外装缶４４開口
部の方へ移動するか、あるいは前記セパレータ４２の表
面に沿って前記外装缶４４底部へと流れ前記電極体４３
の中心部の巻芯空間部５６を通過して前記外装缶４４開
口部の方へ移動することにより、前記端子板４８の前記
穴５３を通して前記可撓性薄板５０に圧力を加える。そ
の結果、前記可撓性薄板５０は前記圧力によって膨ら
み、前記帽子形の端子板４９から下方に向って突出した
前記刃５４と接触することにより破断される。したがっ
て、前記外装缶４４内に充満したガスは前記薄板５０の
破断箇所及び前記端子板４９の三角形の穴５５を通して
放出され、二次電池の破裂が防止される。
電や短絡等により前記外装缶４４内で発生したガスは、
前記セパレータ４２の表面に沿って前記外装缶４４開口
部の方へ移動するか、あるいは前記セパレータ４２の表
面に沿って前記外装缶４４底部へと流れ前記電極体４３
の中心部の巻芯空間部５６を通過して前記外装缶４４開
口部の方へ移動することにより、前記端子板４８の前記
穴５３を通して前記可撓性薄板５０に圧力を加える。そ
の結果、前記可撓性薄板５０は前記圧力によって膨ら
み、前記帽子形の端子板４９から下方に向って突出した
前記刃５４と接触することにより破断される。したがっ
て、前記外装缶４４内に充満したガスは前記薄板５０の
破断箇所及び前記端子板４９の三角形の穴５５を通して
放出され、二次電池の破裂が防止される。
【０００７】ところで、前記二次電池は、高容量化及び
高エネルギー化を図るために、前記正極４０と前記負極
４１との対向面積を増大させる必要があった。しかしな
がら、大きさの限られた電池内で前記正極４０及び前記
負極４１の比表面積を大きくするためには、これら電極
板の厚さを薄くする必要が生じ、これに伴って前記電極
板から構成された電極体４３の保形性が低下する。その
結果、前述した過充電等によりガスが前記外装缶４４内
に発生すると、前記ガス圧力は前記電極体４３の正極４
０、負極４１及びセパレータ４２の重ね合わせ方向に加
わるため、前記巻芯空間部５６がつぶれて前記ガスの通
路が塞さがれる。したがって、前記電極体４３の底部付
近に拡散したガスが閉じ込められ、電池内圧が局所的に
上昇するため、前記電極体４３自体が前記封口体４６に
向って押し上げられて前記外装缶４４が破裂するという
問題点があった。
高エネルギー化を図るために、前記正極４０と前記負極
４１との対向面積を増大させる必要があった。しかしな
がら、大きさの限られた電池内で前記正極４０及び前記
負極４１の比表面積を大きくするためには、これら電極
板の厚さを薄くする必要が生じ、これに伴って前記電極
板から構成された電極体４３の保形性が低下する。その
結果、前述した過充電等によりガスが前記外装缶４４内
に発生すると、前記ガス圧力は前記電極体４３の正極４
０、負極４１及びセパレータ４２の重ね合わせ方向に加
わるため、前記巻芯空間部５６がつぶれて前記ガスの通
路が塞さがれる。したがって、前記電極体４３の底部付
近に拡散したガスが閉じ込められ、電池内圧が局所的に
上昇するため、前記電極体４３自体が前記封口体４６に
向って押し上げられて前記外装缶４４が破裂するという
問題点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の問題を
解決するためになされたもので、電極体の巻芯空間部の
変形を防止することができ、過充電や短絡等による内圧
上昇時の破裂を防止することが可能な安全性の高い非水
電解液電池を提供するものである。
解決するためになされたもので、電極体の巻芯空間部の
変形を防止することができ、過充電や短絡等による内圧
上昇時の破裂を防止することが可能な安全性の高い非水
電解液電池を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、外装缶内に収
納され、正極と負極との間にセパレータを介して渦巻状
に捲回した電極体と、前記外装缶内に収容された非水電
解液と、安全弁機構とを備えた非水電解液電池におい
て、前記電極体の巻芯空間部に熱硬化性樹脂を主成分と
する材料からなるパイプを配置したことを特徴とする非
水電解液電池である。本発明に係わる非水電解液電池を
図１を参照して説明する。
納され、正極と負極との間にセパレータを介して渦巻状
に捲回した電極体と、前記外装缶内に収容された非水電
解液と、安全弁機構とを備えた非水電解液電池におい
て、前記電極体の巻芯空間部に熱硬化性樹脂を主成分と
する材料からなるパイプを配置したことを特徴とする非
水電解液電池である。本発明に係わる非水電解液電池を
図１を参照して説明する。
【００１０】渦巻電極体１は、外装缶２内に収納されて
いる。前記電極体１は、正極３と負極４との間にセパレ
ータ５を介し捲回して作製される。熱硬化性樹脂を主成
分とする材料からなるパイプ６は、前記電極体１の巻芯
空間部に配置されている。絶縁板７は前記電極体１と前
記外装缶２との間に介装され、前記電極体１と前記外装
缶２とを互いに電気的に絶縁している。非水電解液は、
前記外装缶２内に収容されている。封口体８は、前記外
装缶２開口部に絶縁材９を介してかしめ固定により取付
けられ、前記外装缶２を密閉している。前記封口体８
は、板状端子板１０と帽子形の端子板１１との間に後述
する安全弁機構の一構成部材である可撓性薄板１２を介
在させ、前記板状端子板１０を前記帽子形の端子板１１
の周縁上部に折り曲げて一体化させた構造になってい
る。正極リード１３は、その一端が前記正極３に接続さ
れ、かつその他端が前記板状端子板１０の下端に接続さ
れている。
いる。前記電極体１は、正極３と負極４との間にセパレ
ータ５を介し捲回して作製される。熱硬化性樹脂を主成
分とする材料からなるパイプ６は、前記電極体１の巻芯
空間部に配置されている。絶縁板７は前記電極体１と前
記外装缶２との間に介装され、前記電極体１と前記外装
缶２とを互いに電気的に絶縁している。非水電解液は、
前記外装缶２内に収容されている。封口体８は、前記外
装缶２開口部に絶縁材９を介してかしめ固定により取付
けられ、前記外装缶２を密閉している。前記封口体８
は、板状端子板１０と帽子形の端子板１１との間に後述
する安全弁機構の一構成部材である可撓性薄板１２を介
在させ、前記板状端子板１０を前記帽子形の端子板１１
の周縁上部に折り曲げて一体化させた構造になってい
る。正極リード１３は、その一端が前記正極３に接続さ
れ、かつその他端が前記板状端子板１０の下端に接続さ
れている。
【００１１】前記安全弁機構１４は、前記板状端子板１
０の中央部に設けられた円形の穴１５と、前記帽子形の
端子板１１の中央付近に三角形の二辺を切り込み、かつ
前記切り込みにより形成された三角形部分を下方に向け
て屈曲させることにより形成された前記穴１５と対向す
る刃１６と、前記刃１６の形成により前記帽子形の端子
板１１に開口された三角形の穴１７と、前記端子板１
０，１１間に介在された前記可撓性薄板１２とから構成
されている。前記可撓性薄板１２は、金属層と合成樹脂
層との複合部材から構成されている。
０の中央部に設けられた円形の穴１５と、前記帽子形の
端子板１１の中央付近に三角形の二辺を切り込み、かつ
前記切り込みにより形成された三角形部分を下方に向け
て屈曲させることにより形成された前記穴１５と対向す
る刃１６と、前記刃１６の形成により前記帽子形の端子
板１１に開口された三角形の穴１７と、前記端子板１
０，１１間に介在された前記可撓性薄板１２とから構成
されている。前記可撓性薄板１２は、金属層と合成樹脂
層との複合部材から構成されている。
【００１２】前記巻芯空間部に前記パイプ６を配置する
には、前記電極体１を予め作製し、この電極体の巻芯空
間部に前記パイプ６を挿入する方法、前記正極３と前記
負極４との間に前記セパレータ５を介在し前記パイプ６
を巻芯にして捲回する方法を採用することができる。
には、前記電極体１を予め作製し、この電極体の巻芯空
間部に前記パイプ６を挿入する方法、前記正極３と前記
負極４との間に前記セパレータ５を介在し前記パイプ６
を巻芯にして捲回する方法を採用することができる。
【００１３】前記パイプ６は、熱硬化性樹脂単体で形成
しても、前記熱硬化性樹脂にガラス又はセラミックから
なる繊維，粒子を分散させた複合材で形成してもよい。
特に前記パイプ６は、ガラス繊維で強化された前記複合
材で形成することが望ましい。前記熱硬化性樹脂は、過
充電や短絡等に起因した内圧上昇時に前記外装缶２内で
発生したガスの熱により変形せず、かつ電解液等と反応
しないものを選ぶことが望ましい。このような熱硬化性
樹脂としては、例えばフェノール樹脂、熱硬化性ポリエ
ステル、ポリイミド、エポキシ樹脂などが挙げられる。
しても、前記熱硬化性樹脂にガラス又はセラミックから
なる繊維，粒子を分散させた複合材で形成してもよい。
特に前記パイプ６は、ガラス繊維で強化された前記複合
材で形成することが望ましい。前記熱硬化性樹脂は、過
充電や短絡等に起因した内圧上昇時に前記外装缶２内で
発生したガスの熱により変形せず、かつ電解液等と反応
しないものを選ぶことが望ましい。このような熱硬化性
樹脂としては、例えばフェノール樹脂、熱硬化性ポリエ
ステル、ポリイミド、エポキシ樹脂などが挙げられる。
【００１４】前記パイプ６の肉厚は、０．２ｍｍ〜１．
０ｍｍの範囲にすることが望ましい。前記肉厚を０．２
ｍｍ未満にすると、前記パイプ６の強度が低下するた
め、前記ガスの圧力が前記電極体１にかかった際に、前
記パイプ６がつぶれ前記電極体１が変形する恐れがあ
る。一方、前記肉厚が１．０ｍｍを越えると、電池の容
量が低下する恐れがある。
０ｍｍの範囲にすることが望ましい。前記肉厚を０．２
ｍｍ未満にすると、前記パイプ６の強度が低下するた
め、前記ガスの圧力が前記電極体１にかかった際に、前
記パイプ６がつぶれ前記電極体１が変形する恐れがあ
る。一方、前記肉厚が１．０ｍｍを越えると、電池の容
量が低下する恐れがある。
【００１５】前記正極３は、例えばリチウムマンガン複
合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物のようなカルコ
ゲン化合物、有機バインダ及び導電材を混合し、シート
化したものを集電体に圧着した構成になっている。前記
有機バインダとしては、例えばポリテトラフルオロエチ
レン等を用いることができる。前記導電材としては、例
えばアセチレンブラック、グラファイト等を用いること
ができる。
合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物のようなカルコ
ゲン化合物、有機バインダ及び導電材を混合し、シート
化したものを集電体に圧着した構成になっている。前記
有機バインダとしては、例えばポリテトラフルオロエチ
レン等を用いることができる。前記導電材としては、例
えばアセチレンブラック、グラファイト等を用いること
ができる。
【００１６】前記集電体としては、大きさの限られた電
池内で前記正極３の比表面積を大きくして前記電池の高
容量化及び高エネルギー化を図るために、例えば厚さが
１０μｍ〜３０μｍの薄い金属板を用いることが望まし
い。前記金属板としては、例えばアルミニウム箔、ステ
ンレス箔、ニッケル箔等を用いることができる。前記負
極４としては、リチウムイオンを吸蔵，放出する炭素質
物質及び有機バインダからなる混合物を集電体に塗布し
て被覆した構成になっている。前記有機バインダとして
は、例えばエチレンプロピレン共重合体等を用いること
ができる。
池内で前記正極３の比表面積を大きくして前記電池の高
容量化及び高エネルギー化を図るために、例えば厚さが
１０μｍ〜３０μｍの薄い金属板を用いることが望まし
い。前記金属板としては、例えばアルミニウム箔、ステ
ンレス箔、ニッケル箔等を用いることができる。前記負
極４としては、リチウムイオンを吸蔵，放出する炭素質
物質及び有機バインダからなる混合物を集電体に塗布し
て被覆した構成になっている。前記有機バインダとして
は、例えばエチレンプロピレン共重合体等を用いること
ができる。
【００１７】前記集電体としては、大きさの限られた電
池内で前記負極４の比表面積を大きくして前記電池の高
容量化及び高エネルギー化を図るために、例えば厚さが
１０μｍ〜３０μｍの薄い金属板を用いることが望まし
い。前記金属板としては、例えば銅箔、ステンレス箔、
ニッケル箔等を用いることができる。前記負極４には、
金属リチウムシートからなるものも使用される。前記セ
パレータ５としては、例えばポリプロピレン製多孔質フ
ィルム、ポリエチレン製マイクロポーラスフィルム等を
用いることができる。
池内で前記負極４の比表面積を大きくして前記電池の高
容量化及び高エネルギー化を図るために、例えば厚さが
１０μｍ〜３０μｍの薄い金属板を用いることが望まし
い。前記金属板としては、例えば銅箔、ステンレス箔、
ニッケル箔等を用いることができる。前記負極４には、
金属リチウムシートからなるものも使用される。前記セ
パレータ５としては、例えばポリプロピレン製多孔質フ
ィルム、ポリエチレン製マイクロポーラスフィルム等を
用いることができる。
【００１８】前記非水電解液は、例えば六フッ化リン酸
リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、硼フッ化リチウム（ＬｉＢＦ
4 ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）等の電解質を
例えばプロピレンカーボネイトとジメトキシエタンとの
混合溶媒や、プロピレンカーボネイトとγ−ブチルラク
トンとの混合溶媒などに溶解した組成からなるものであ
る。
リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、硼フッ化リチウム（ＬｉＢＦ
4 ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）等の電解質を
例えばプロピレンカーボネイトとジメトキシエタンとの
混合溶媒や、プロピレンカーボネイトとγ−ブチルラク
トンとの混合溶媒などに溶解した組成からなるものであ
る。
【００１９】
【作用】本発明によれば、正極３と負極４との間にセパ
レータ５を介在して捲回した渦巻状の電極体１の巻芯空
間部に熱硬化性樹脂を主成分とする材料からなるパイプ
６を配置することによって、過充電又は誤使用による短
絡に起因した内圧上昇によって前記外装缶２内でガスが
発生し、前記ガス圧力が前記電極体１の正極３、負極４
及びセパレータ５の重ね合わせ方向及び前記パイプ６に
加わる際、前記パイプ６の圧縮強度が高いために、前記
パイプ６はつぶれず、前記電極体１はその渦巻き形状を
保持することができる。その結果、前記ガスが、前記電
極体１内あるいは前記外装缶２底部に閉じ込められるこ
となく、前記パイプ６内を速やかに通過し前記安全弁機
構１４側に移動することができるため、電池内圧が局所
的に上昇することに伴う破裂を防止することができる。
レータ５を介在して捲回した渦巻状の電極体１の巻芯空
間部に熱硬化性樹脂を主成分とする材料からなるパイプ
６を配置することによって、過充電又は誤使用による短
絡に起因した内圧上昇によって前記外装缶２内でガスが
発生し、前記ガス圧力が前記電極体１の正極３、負極４
及びセパレータ５の重ね合わせ方向及び前記パイプ６に
加わる際、前記パイプ６の圧縮強度が高いために、前記
パイプ６はつぶれず、前記電極体１はその渦巻き形状を
保持することができる。その結果、前記ガスが、前記電
極体１内あるいは前記外装缶２底部に閉じ込められるこ
となく、前記パイプ６内を速やかに通過し前記安全弁機
構１４側に移動することができるため、電池内圧が局所
的に上昇することに伴う破裂を防止することができる。
【００２０】また、前述した過充電又は短絡に起因した
発熱時に前記セパレータ５が溶解したり、あるいは前記
セパレータ５の破損等により、前記負極４が露出し前記
パイプ６と接触した場合、前記パイプ６は絶縁材料であ
る熱硬化性樹脂を主成分とする材料からなるため、負に
帯電しない。その結果、前記負極４と接触している前記
パイプ６が前記正極リード１３や前記板状端子板１０と
接触する際、短絡するのを防止することができるため、
安全性を更に向上することが可能である。
発熱時に前記セパレータ５が溶解したり、あるいは前記
セパレータ５の破損等により、前記負極４が露出し前記
パイプ６と接触した場合、前記パイプ６は絶縁材料であ
る熱硬化性樹脂を主成分とする材料からなるため、負に
帯電しない。その結果、前記負極４と接触している前記
パイプ６が前記正極リード１３や前記板状端子板１０と
接触する際、短絡するのを防止することができるため、
安全性を更に向上することが可能である。
【００２１】更に、前述したパイプ６を前記巻芯空間部
に挿入して配置する場合に、前記パイプ６が熱硬化性樹
脂を主成分とする材料から形成されているため、前記電
極体１内周面のセパレータ５にひっかかることなく挿入
することができる。すなわち、前記パイプ６を挿入する
際、前記セパレータ５が破損されるのを防止することが
可能である。
に挿入して配置する場合に、前記パイプ６が熱硬化性樹
脂を主成分とする材料から形成されているため、前記電
極体１内周面のセパレータ５にひっかかることなく挿入
することができる。すなわち、前記パイプ６を挿入する
際、前記セパレータ５が破損されるのを防止することが
可能である。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 実施例１
する。 実施例１
【００２３】リチウムとコバルトの複合酸化物であるＬ
ｉＣｏＯ2 に、導電材及びバインダを加えてペーストを
調製した。前記ペーストを厚さが２０μｍのアルミニウ
ム基板に塗布した後、乾燥させてシート状の正極板を作
製した。つづいて、前記正極と、負極である厚さが２０
０μｍの金属リチウムシートとの間に、セパレータとし
てのポリエチレン製マイクロポーラスフィルムを介在さ
せ捲回し、渦巻電極体を作製した。次いで、前記電極体
の巻芯空間部に、肉厚が０．５ｍｍで、ガラス繊維を含
むフェノール樹脂からなるパイプを挿入した。
ｉＣｏＯ2 に、導電材及びバインダを加えてペーストを
調製した。前記ペーストを厚さが２０μｍのアルミニウ
ム基板に塗布した後、乾燥させてシート状の正極板を作
製した。つづいて、前記正極と、負極である厚さが２０
０μｍの金属リチウムシートとの間に、セパレータとし
てのポリエチレン製マイクロポーラスフィルムを介在さ
せ捲回し、渦巻電極体を作製した。次いで、前記電極体
の巻芯空間部に、肉厚が０．５ｍｍで、ガラス繊維を含
むフェノール樹脂からなるパイプを挿入した。
【００２４】次いで、前記電極体を外径１７ｍｍ、高さ
５０ｍｍのステンレス製の外装缶に収容し、電解液を注
入した後、封口体を用いてかしめ密封することにより、
容量７００ｍＡｈの前述した図１に示す円筒形の非水電
解液電池を組み立てた。なお、前記電解液は、プロピレ
ンカーボネイトとジメトキシエタンとの混合溶媒に１モ
ルのリンフッ化リチウム（ＬｉＰＦ6 ）の溶質を溶解し
たものを用いた。 比較例１ 巻芯空間部にパイプを配置しなかったこと以外、実施例
１と同様な渦巻電極体を用いて、実施例１と同様な非水
電解液電池を組み立てた。
５０ｍｍのステンレス製の外装缶に収容し、電解液を注
入した後、封口体を用いてかしめ密封することにより、
容量７００ｍＡｈの前述した図１に示す円筒形の非水電
解液電池を組み立てた。なお、前記電解液は、プロピレ
ンカーボネイトとジメトキシエタンとの混合溶媒に１モ
ルのリンフッ化リチウム（ＬｉＰＦ6 ）の溶質を溶解し
たものを用いた。 比較例１ 巻芯空間部にパイプを配置しなかったこと以外、実施例
１と同様な渦巻電極体を用いて、実施例１と同様な非水
電解液電池を組み立てた。
【００２５】作製した実施例１及び比較例１の電池それ
ぞれを２０個ずつ用意し、２Ａの電流を２４時間流し、
過充電試験を実施し、破裂を生じた電池の個数を調べ
た。結果を下記表１に示す。 表１ 試料 破裂を生じた電池の個数 実施例１ ０ 比較例１ ９
ぞれを２０個ずつ用意し、２Ａの電流を２４時間流し、
過充電試験を実施し、破裂を生じた電池の個数を調べ
た。結果を下記表１に示す。 表１ 試料 破裂を生じた電池の個数 実施例１ ０ 比較例１ ９
【００２６】表１から明らかなように、前記巻芯空間部
に前記パイプを配置した電極体を備えた電池（実施例
１）では、破裂を生じた電池はなく、破裂を防止するこ
とが可能であることがわかる。これは、前記パイプがつ
ぶれず前記電極体の形状が維持され、過充電に起因して
発生したガスが速やかに前記パイプ内を通過して前記安
全弁機構から逃散できたためである。
に前記パイプを配置した電極体を備えた電池（実施例
１）では、破裂を生じた電池はなく、破裂を防止するこ
とが可能であることがわかる。これは、前記パイプがつ
ぶれず前記電極体の形状が維持され、過充電に起因して
発生したガスが速やかに前記パイプ内を通過して前記安
全弁機構から逃散できたためである。
【００２７】これに対し、前記巻芯空間部にパイプを配
置しなかった電極体を備えた電池（比較例１）では、破
裂を生じた電池の個数は９個と著しく多いことがわか
る。そこで、比較例１の試験後の破裂を生じた電池を分
解したところ、前記電極体の巻芯空間部がつぶれてい
た。これは、前記電極体の保形性が低いためである。 実施例２
置しなかった電極体を備えた電池（比較例１）では、破
裂を生じた電池の個数は９個と著しく多いことがわか
る。そこで、比較例１の試験後の破裂を生じた電池を分
解したところ、前記電極体の巻芯空間部がつぶれてい
た。これは、前記電極体の保形性が低いためである。 実施例２
【００２８】リチウムとコバルトの複合酸化物であるＬ
ｉＣｏＯ2 に、導電材及びバインダを加えてペーストを
調製した。前記ペーストを厚さが２０μｍのアルミニウ
ム基板に塗布した後、乾燥させてシート状の正極板を作
製した。つづいて、リチウム又はリチウムを主体とする
アルカリ金属を担持した炭素質物質に、バインダを加え
てペーストを調製した。前記ペーストを厚さが２０μｍ
の銅基板に塗布した後、乾燥させてシート状の負極板を
作製した。
ｉＣｏＯ2 に、導電材及びバインダを加えてペーストを
調製した。前記ペーストを厚さが２０μｍのアルミニウ
ム基板に塗布した後、乾燥させてシート状の正極板を作
製した。つづいて、リチウム又はリチウムを主体とする
アルカリ金属を担持した炭素質物質に、バインダを加え
てペーストを調製した。前記ペーストを厚さが２０μｍ
の銅基板に塗布した後、乾燥させてシート状の負極板を
作製した。
【００２９】次に、前記正極と前記負極との間に、セパ
レータとしてのポリプロピレン製多孔質フィルムを介在
させ捲回し、渦巻電極体を作製した。つづいて、前記電
極体の巻芯空間部に、肉厚が０．５ｍｍで、フェノール
樹脂からなるパイプを挿入した。
レータとしてのポリプロピレン製多孔質フィルムを介在
させ捲回し、渦巻電極体を作製した。つづいて、前記電
極体の巻芯空間部に、肉厚が０．５ｍｍで、フェノール
樹脂からなるパイプを挿入した。
【００３０】次いで、前記電極体を外径１８ｍｍ、高さ
８３ｍｍのステンレス製の外装缶に収容し、電解液を注
入した後、封口体を用いてかしめ密封することにより、
容量１３００ｍＡｈの前述した図１に示す円筒形の非水
電解液電池を組み立てた。なお、前記電解液は、プロピ
レンカーボネイトとγ−ブチルラクトンの混合溶媒（体
積比率は５０：５０）に電解質として硼フッ化リチウム
（ＬｉＢＦ4 ）を溶解したものを用いた。
８３ｍｍのステンレス製の外装缶に収容し、電解液を注
入した後、封口体を用いてかしめ密封することにより、
容量１３００ｍＡｈの前述した図１に示す円筒形の非水
電解液電池を組み立てた。なお、前記電解液は、プロピ
レンカーボネイトとγ−ブチルラクトンの混合溶媒（体
積比率は５０：５０）に電解質として硼フッ化リチウム
（ＬｉＢＦ4 ）を溶解したものを用いた。
【００３１】作製した電池を２０個用意し、２Ａの電流
を２４時間流し、過充電試験を実施し、破裂を生じた電
池の個数を調べた。その結果、破裂を生じた電池はな
く、実施例１と同様な効果が得られた。
を２４時間流し、過充電試験を実施し、破裂を生じた電
池の個数を調べた。その結果、破裂を生じた電池はな
く、実施例１と同様な効果が得られた。
【００３２】なお、前記実施例１，２では図１に示す安
全弁機構を有する非水電解液電池を説明したが、本発明
はこれに限定されない。例えば、次に説明する図２及び
図３に示される安全弁機構を有する非水電解液電池にも
同様に適用できる。
全弁機構を有する非水電解液電池を説明したが、本発明
はこれに限定されない。例えば、次に説明する図２及び
図３に示される安全弁機構を有する非水電解液電池にも
同様に適用できる。
【００３３】負極端子を兼ねる外装缶２１には、前述し
たパイプを巻芯空間部に配置した電極体が収納されてい
る。中央に穴を有する封口体２２は、前記外装缶２１に
気密に取付けられている。正極ピン端子２３は、その両
端が前記封口体２２の上下面から突出するように前記封
口体２２の中央部の穴にガラス製絶縁材２４を介してハ
ーメチックシールによって取付けられて、前記外装缶２
１と前記封口体２２との絶縁をはかっている。
たパイプを巻芯空間部に配置した電極体が収納されてい
る。中央に穴を有する封口体２２は、前記外装缶２１に
気密に取付けられている。正極ピン端子２３は、その両
端が前記封口体２２の上下面から突出するように前記封
口体２２の中央部の穴にガラス製絶縁材２４を介してハ
ーメチックシールによって取付けられて、前記外装缶２
１と前記封口体２２との絶縁をはかっている。
【００３４】安全弁機構２５は、前記封口体２２に開口
された孔２６と、前記封口体２２外面に取付けられ、前
記孔２６に対応する箇所に設けられた溝２７によりその
底部に弁膜が形成された薄膜２８とから形成されてい
る。前記孔２６は、例えば前記封口体２２の中心と同心
円状に形成された３個の円弧形の孔からなる。前記溝２
７は、例えば前記孔２６と対応する箇所に設けられた円
形溝２９とこれと交わり前記封口体の中心から放射線状
に延びた線形溝３０とからなる。前記薄膜２８は例えば
リング状をなしている。
された孔２６と、前記封口体２２外面に取付けられ、前
記孔２６に対応する箇所に設けられた溝２７によりその
底部に弁膜が形成された薄膜２８とから形成されてい
る。前記孔２６は、例えば前記封口体２２の中心と同心
円状に形成された３個の円弧形の孔からなる。前記溝２
７は、例えば前記孔２６と対応する箇所に設けられた円
形溝２９とこれと交わり前記封口体の中心から放射線状
に延びた線形溝３０とからなる。前記薄膜２８は例えば
リング状をなしている。
【００３５】このような構造を有する非水電解液電池に
おいて、過充電や短絡等に起因して前記外装缶２１内で
発生したガスは前記パイプ内を通過して前記安全弁機構
２５側に移動し、前記封口体２２に形成した前記円弧形
の孔２６を通して前記薄膜２８の前記弁膜部分に圧力を
加え、前記弁膜を破断する。したがって、前記ガスは前
記孔２６及び前記弁膜の破断箇所から外部に逃散し、実
施例１，２と同様に前記電池の破裂を防止することが可
能である。前記実施例１，２では、円筒形非水電解液電
池に適用して説明したが、角形非水電解液電池にも同様
に適用することができる。前記実施例１，２では、二次
電池に適用して説明したが、一次電池にも同様に適用す
ることができる。
おいて、過充電や短絡等に起因して前記外装缶２１内で
発生したガスは前記パイプ内を通過して前記安全弁機構
２５側に移動し、前記封口体２２に形成した前記円弧形
の孔２６を通して前記薄膜２８の前記弁膜部分に圧力を
加え、前記弁膜を破断する。したがって、前記ガスは前
記孔２６及び前記弁膜の破断箇所から外部に逃散し、実
施例１，２と同様に前記電池の破裂を防止することが可
能である。前記実施例１，２では、円筒形非水電解液電
池に適用して説明したが、角形非水電解液電池にも同様
に適用することができる。前記実施例１，２では、二次
電池に適用して説明したが、一次電池にも同様に適用す
ることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、電
極体の巻芯空間部の変形を防止することができ、過充電
や短絡等による内圧上昇時の破裂を防止することが可能
である安全性の高い非水電解液電池を提供することがで
きる。
極体の巻芯空間部の変形を防止することができ、過充電
や短絡等による内圧上昇時の破裂を防止することが可能
である安全性の高い非水電解液電池を提供することがで
きる。
【図１】本発明の非水電解液電池を示す断面図。
【図２】本発明の他の非水電解液電池を示す斜視図。
【図３】図３の電池の要部を分解して示す斜視図。
【図４】従来例の非水電解液電池を示す断面図。
１…電極体、２…外装缶、３…正極、４…負極、５…セ
パレータ、６…パイプ、１４…安全弁機構。
パレータ、６…パイプ、１４…安全弁機構。
フロントページの続き (72)発明者 花房 聡一 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東 芝電池株式会社内 (72)発明者 松坂 英二郎 神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目３番１ 号 旭化成工業株式会社内 (72)発明者 井上 克彦 神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目３番１ 号 旭化成工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−332481（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−14770（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−155262（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−66177（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭43−16979（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭37−6223（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 2/12 105 H01M 10/40 H01M 10/04
Claims (1)
- 【請求項１】 外装缶内に収納され、正極と負極との間
にセパレータを介して渦巻状に捲回した電極体と、前記
外装缶内に収容された非水電解液と、安全弁機構とを備
えた非水電解液電池において、前記電極体の巻芯空間部
に熱硬化性樹脂を主成分とする材料からなるパイプを配
置したことを特徴とする非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34022492A JP3230862B2 (ja) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34022492A JP3230862B2 (ja) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | 非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06187958A JPH06187958A (ja) | 1994-07-08 |
| JP3230862B2 true JP3230862B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=18334890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34022492A Expired - Lifetime JP3230862B2 (ja) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3230862B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100614390B1 (ko) * | 2004-09-06 | 2006-08-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 권취형 전극 조립체와 이를 구비하는 리튬 이온 이차 전지및 이의 제조 방법 |
| KR100646536B1 (ko) * | 2005-03-24 | 2006-11-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 원통형 리튬 이차 전지 |
-
1992
- 1992-12-21 JP JP34022492A patent/JP3230862B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06187958A (ja) | 1994-07-08 |
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