JP3498538B2 - Secondary battery and assembled sealing plate for secondary battery - Google Patents

Secondary battery and assembled sealing plate for secondary battery

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JP3498538B2
JP3498538B2 JP18335197A JP18335197A JP3498538B2 JP 3498538 B2 JP3498538 B2 JP 3498538B2 JP 18335197 A JP18335197 A JP 18335197A JP 18335197 A JP18335197 A JP 18335197A JP 3498538 B2 JP3498538 B2 JP 3498538B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン二
次電池等の密封形の二次電池に安全装置を内蔵した電池
に関するもので、特に安全装置の電気回路を小型化し、
電池の封口部内に実装配置したもの及び安全装置を組み
込んだ二次電池用の組立封口板に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery in which a safety device is built in a sealed secondary battery such as a lithium ion secondary battery, and in particular, the electric circuit of the safety device is downsized,
The present invention relates to an assembled sealing plate for a secondary battery, which is mounted and arranged in a sealing portion of a battery and a safety device is incorporated.

【0002】[0002]

【従来の技術】密閉形二次電池、中でもリチウムイオン
二次電池は、高エネルギー密度を有するところからビデ
オカメラ、携帯電話、パソコンなどの小型ポータブル機
器の駆動用電源としての需要が急速に拡大している。こ
のリチウムイオン二次電池は、過充電、過放電および過
電流から保護するための安全回路としての電気回路を含
む安全装置を必要とする。そこで、通常は、電池に安全
回路としての電気回路を組み合わせたパック形電池とし
て電池使用機器に組み込まれる。
2. Description of the Related Art Sealed secondary batteries, especially lithium ion secondary batteries, have rapidly increased demand as drive power sources for small portable devices such as video cameras, mobile phones and personal computers due to their high energy density. ing. This lithium ion secondary battery requires a safety device including an electric circuit as a safety circuit for protecting against overcharge, overdischarge and overcurrent. Therefore, it is usually incorporated in a battery-using device as a pack-type battery in which a battery is combined with an electric circuit as a safety circuit.

【0003】リチウムイオン二次電池を用いたパック形
電池は、模式図を示す図1のような構成で、図1におい
て、1は円筒型のリチウムイオン二次電池2,3を被供
給装置に装着できる形状に実装する筐体、4はリチウム
イオン二次電池2,3と筐体1の端子間に挿入した安全
回路である。
A pack type battery using a lithium ion secondary battery has a structure as shown in FIG. 1 which is a schematic view, and in FIG. 1, 1 is a cylindrical lithium ion secondary battery 2 or 3 as a device to be supplied. Cases 4 to be mounted in a mountable shape are safety circuits inserted between the lithium ion secondary batteries 2 and 3 and the terminals of the case 1.

【0004】従来における安全回路4の構成を図17に
ブロック図として示し、充電器からのプラス電圧が、プ
ラス端子5,PTC素子6,リチウムイオン二次電池3
および2,FET7および8,温度ヒューズ9,端子1
0を経由して充電器のマイナス側に流れることにより、
リチウムイオン二次電池2,3の充電が行われる。
The structure of a conventional safety circuit 4 is shown in FIG. 17 as a block diagram, and the positive voltage from the charger is positive terminal 5, PTC element 6, lithium ion secondary battery 3
And 2, FETs 7 and 8, thermal fuse 9, terminal 1
By flowing to the negative side of the charger via 0,
The lithium ion secondary batteries 2 and 3 are charged.

【0005】また、リチウムイオン二次電池2,3の放
電は、PTC素子6,プラス端子5,機器のプラスおよ
びマイナス,マイナス端子10,温度ヒューズ9,FE
T8および7を経由して行われる。電池電圧を監視する
電圧検出器11,12は、制御回路13に接続され、電
池電圧が規定値より高くなるとFET8をオフにして過
充電防止の機能をし、規定値より低くなるとFET7を
オフにして過放電防止の機能をし、電流を遮断する。F
ET7のソース−ドレイン間の電圧を検出する電圧検出
器14は、制御回路13に接続され、プラス端子5から
マイナス端子10間に外部短絡等により過大電流が発生
した場合には、FET7および8をオフにして電流を遮
断する。サーミスタ15は、端子16を介して充電器、
または、使用機器の側から電池の温度をモニターするも
のである。
Further, the discharge of the lithium ion secondary batteries 2 and 3 is performed by the PTC element 6, the positive terminal 5, the positive and negative terminals of the device, the negative terminal 10, the thermal fuse 9, and the FE.
Via T8 and 7. The voltage detectors 11 and 12 for monitoring the battery voltage are connected to the control circuit 13, and when the battery voltage becomes higher than a specified value, the FET 8 is turned off to prevent overcharge, and when it becomes lower than the specified value, the FET 7 is turned off. Functions to prevent over-discharge and cuts off the current. F
The voltage detector 14 for detecting the source-drain voltage of the ET7 is connected to the control circuit 13, and when an excessive current is generated between the positive terminal 5 and the negative terminal 10 due to an external short circuit or the like, the FETs 7 and 8 are turned on. Turn off and cut off current. The thermistor 15 is a charger through a terminal 16,
Alternatively, the temperature of the battery is monitored from the side of the device used.

【0006】以上のように、従来のパック形電池では、
電池単体の過充電を防止する機能,過放電を防止する機
能,過大電流時の遮断機能,電池温度モニター機能等
が、安全回路4としてプリント基板に実装配置され、筐
体1の内部に構成されている。
As described above, in the conventional pack type battery,
The function of preventing overcharge of the battery unit, the function of preventing overdischarge, the function of shutting off at the time of excessive current, the function of monitoring the battery temperature, etc. are mounted on the printed circuit board as the safety circuit 4 and configured inside the housing 1. ing.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】 上記のような従来の
パック形電池にあっては、以下に説明するような問題点
があった。
The conventional pack type battery as described above has the following problems.

【0008】1)パック形電池を被供給装置に装着し易
いように、筐体1の形状およびデザインが形成されてい
るために、筐体1は被供給装置に対応した専用のものと
なるケースが多い。
1) Since the shape and design of the casing 1 are formed so that the battery pack can be easily attached to the supplied device, the casing 1 is a dedicated case corresponding to the supplied device. There are many.

【0009】2)筐体1が被供給装置に装着できる形状
およびデザインになっているために、充電器を筐体1に
合わせる必要があり、被供給装置に対応する専用の充電
器が必要となる。
2) Since the housing 1 has a shape and design that can be attached to the supplied device, it is necessary to match the charger with the housing 1, and a dedicated charger corresponding to the supplied device is required. Become.

【0010】3)安全回路や被供給装置に装着するため
の形状およびデザインにした端子構造を設けることが必
要となり、これらに起因する体積が収納されるリチウム
イオン二次電池2,3の体積に比べ極めて大きくなる。
3) It is necessary to provide a terminal structure having a shape and a design for mounting on a safety circuit or a device to be supplied, and the volume resulting from these is determined by the volume of the lithium ion secondary batteries 2 and 3 to be stored. It will be much larger than

【0011】4)一般消費者がリチウムイオン等の二次
電池単体を入手し難い。このように従来のパック形電池
は汎用性に乏しいものであった。
4) It is difficult for general consumers to obtain a single secondary battery such as a lithium ion battery. As described above, the conventional pack type battery has poor versatility.

【0012】本発明は、特に電池内部に安全装置を構成
する電気回路を組み込んでおり、それ自体を従来の電池
単体と同様に扱うことができる安全装置付きの二次電池
を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a secondary battery with a safety device, which incorporates an electric circuit constituting a safety device inside the battery and can handle itself in the same manner as a conventional battery unit. And

【0013】また本発明は、電池内が異常な高圧になっ
て弁体が破断した際、ガスを容易に外部へ排出すること
ができる封口板を備えた二次電池を提供することを目的
とする。
Another object of the present invention is to provide a secondary battery provided with a sealing plate that can easily discharge gas to the outside when the valve body breaks due to abnormally high pressure inside the battery. To do.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明の二次電池は、発電要素をキャップによ
り封口する封口部内部のスペースに、開口部または破断
機構を設けた安全回路基板を配置し、前記安全回路基板
に電圧検出器と前記電圧検出器の検出値に応じて電流遮
断する電流遮断素子とを有する安全回路を配置すること
としている。そして、二次電池の上部にある封口部のキ
ャップと電流遮断弁との間のように、通常時は直接電解
液に触れない部分に、超小型化した安全回路を配置する
ことにより、安全回路を内蔵した二次電池自体を従来の
電池単体と同様に扱うことができ、被供給装置の電池収
納室へ二次電池を容易に収納することができる。
In order to solve the above problems, in the secondary battery of the present invention, the power generation element is capped.
Opening or breaking in the space inside the sealing
A safety circuit board provided with a mechanism is arranged, and the safety circuit board is
The voltage detector and the current interrupt depending on the detection value of the voltage detector.
It is supposed to arrange a safety circuit having a current interruption element for breaking . Then, by placing a microminiaturized safety circuit in a part that does not normally come into direct contact with the electrolytic solution, such as between the cap of the sealing part at the top of the secondary battery and the current cutoff valve, a safety circuit is provided. The secondary battery itself having the built-in battery can be handled in the same manner as a conventional battery alone, and the secondary battery can be easily stored in the battery storage chamber of the device to be supplied.

【0015】また本発明は、発電要素を収容した一方の
極性の端子を兼ねる電池ケースの開口部にガスケットを
介して装着される組立封口板を改良したものである。す
なわち、本発明による組立封口板は、相互に電気的に絶
縁された内側キャップと外側キャップ、および所定の圧
力で破断する金属薄板からなり、破断に先立って電気的
導通を断つ電流遮断機能手段を有する弁体を含み、前記
キャップの一方は前記弁体をとおして発電要素の他方の
極性の電極と電気的に接続され、両キャップはそれぞれ
ガスを排出するための透孔を有し、かつ両キャップ間に
は、前記両透孔に連通する空洞部を有することを特徴と
する。
Further, the present invention is an improvement of the assembled sealing plate which is mounted via a gasket in the opening of the battery case which also accommodates the power generating element and which also serves as a terminal of one polarity. That is, the assembled sealing plate according to the present invention is composed of an inner cap and an outer cap electrically insulated from each other, and a thin metal plate that breaks at a predetermined pressure. One of the caps is electrically connected to the other polarity electrode of the power generating element through the valve body, and both caps have through holes for discharging gas, and Between the caps, there is a hollow portion communicating with the both through holes.

【0016】この空洞部の存在により、一時に多量に発
生して弁体を破断したガスが内側キャップの透孔から外
側キャップの透孔へ容易に移行し、外部に放出される。
これによって電池が破裂する危惧をなくすことができ
る。
Due to the presence of the hollow portion, a large amount of gas that is generated at one time and breaks the valve body easily moves from the through hole of the inner cap to the through hole of the outer cap and is discharged to the outside.
This eliminates the danger of the battery exploding.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明は、単電池の上部、すなわ
ちプラス極側であって、キャップ,PTC素子,防爆
弁,電流遮断弁およびこれらを固定するガスケット等で
形成される封口部内部の、例えばキャップと電流遮断弁
との間のように、通常時は直接電解液に触れないスペー
部分に、電圧検出器とFET等の電流遮断素子を基本
構成とし、制御回路、コンデンサー,抵抗,ヒューズ等
の電子部品で構成された安全回路を配置したものであ
り、これにより、安全回路を内蔵した二次電池を従来の
電池単体と同様に扱って、被供給装置の電池収納室へ簡
単に収納できる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is directed to an upper portion of a unit cell, that is, a positive electrode side, inside a sealing portion formed by a cap, a PTC element, an explosion-proof valve, a current cutoff valve, a gasket for fixing these, , A space that normally does not come into direct contact with the electrolyte, for example between the cap and the current cutoff valve.
A scan part, a basic configuration of the current cut-off device such as a voltage detector and a FET, a control circuit, a capacitor, resistor, is obtained by placing the safety circuit composed of electronic components such as a fuse, thereby, the safety circuit The built-in secondary battery can be handled in the same manner as a conventional battery alone, and can be easily stored in the battery storage chamber of the supplied device.

【0018】また、安全回路は、例えばエポキシ樹脂,
ポリ・ブチレン・テレフタレート樹脂等で防水性,防電
解液性の処理、すなわちコーティング処理,封止処理し
たものであり、外部から侵入した水、および電池自身の
電解液から安全回路部を保護するものである。
The safety circuit is made of, for example, epoxy resin,
Water-proof, anti-electrolytic solution-treated, such as poly-butylene-terephthalate resin, that is, coating and sealing treatment, to protect the safety circuit from water invading from the outside and the electrolytic solution of the battery itself. Is.

【0019】また安全回路基板に開口部を設けたり、ま
たは安全回路基板の一部が電池の内圧上昇によって破断
するようにしたものであり、安全回路部に侵入した電解
液、もしくはガス化した電解液は、安全回路基板の開口
部、もしくは空隙部、もしくは破断機構を通じて、キャ
ップ部のガス抜け透孔から電池外へ放出することができ
る。
Further, the safety circuit board is provided with an opening or a part of the safety circuit board is broken by an increase in the internal pressure of the battery. The liquid can be discharged to the outside of the battery from the gas escape hole of the cap through the opening of the safety circuit board, the void, or the breaking mechanism.

【0020】また、安全回路に温度ヒューズを配置した
ものであり、FET等の電流遮断素子または電池自身の
発熱によって温度ヒューズを溶断することにより、電池
のプラス極と外部へのプラス出力端子との間の電気的な
接続を遮断することができる。
In addition, a temperature fuse is arranged in the safety circuit, and the temperature fuse is melted by the heat generation of the current cut-off element such as FET or the battery itself, whereby the positive electrode of the battery and the positive output terminal to the outside are connected. The electrical connection between them can be cut off.

【0021】また、安全回路にサーミスタを配置したも
のであり、充電温度範囲を規定することにより、電池の
安全性を確保することができる。
Further, the thermistor is arranged in the safety circuit, and the safety of the battery can be ensured by defining the charging temperature range.

【0022】また、PTC素子を介して安全回路に接続
したものであり、FET等の電流遮断素子の発熱によっ
てもPTC素子をトリップさせることができる。
Further, the PTC element is connected to the safety circuit via the PTC element, and the PTC element can be tripped by the heat generation of the current interruption element such as FET.

【0023】また、リング状PTC素子(図2における
PTC21に相当)に代えて、安全回路のプラス極と外
部入出力プラス極との間にPTC素子を配置したもので
あり、電池出力の短絡等による過大電流時や、電池の温
度、または安全回路の温度によってもPTC素子をトリ
ップさせることができる。
Further, in place of the ring-shaped PTC element (corresponding to the PTC 21 in FIG. 2), a PTC element is arranged between the positive pole of the safety circuit and the external input / output positive pole, and the battery output is short-circuited. The PTC element can be tripped due to an excessive current due to, the temperature of the battery, or the temperature of the safety circuit.

【0024】また、封口部のキャップを、安全回路用マ
イナス極と外部入出力用プラス極との2極構成としたも
のであり、電池の外周面または底面のマイナス極と安全
回路用マイナス極が、被供給装置または充電器側で接続
されるまで、安全回路の消費電流を発生しないことか
ら、電池の過放電保護機能を不要とすることができる。
安全回路は、半導体の高集積化技術,部品の小型化技術
およびこれらを実装する高密度実装技術と合わせ、電池
の上部にある封口部内部におけるキャップと電流遮断弁
との間のように、通常時は直接電解液に触れないスペー
部分に、超小型化して配置することができる。
Further, the cap of the sealing portion has a two-pole structure of a negative electrode for safety circuit and a positive electrode for external input / output, and the negative electrode on the outer peripheral surface or the bottom surface of the battery and the negative electrode for safety circuit are Since the current consumption of the safety circuit is not generated until the device to be supplied or the charger is connected, the battery over-discharge protection function can be eliminated.
The safety circuit, combined with high integration technology of semiconductors, miniaturization technology of parts, and high-density mounting technology for mounting these, normally operates between the cap and the current cutoff valve inside the sealing part at the top of the battery. when it does not directly touch the electrolyte space
It can be miniaturized and placed in the space part.

【0025】また、キャップにおける安全回路用マイナ
ス極と外部入出力用プラス極とに段差を設けたものであ
り、電池の取り扱い時に起こる外部短絡を発生し難くす
ることができる。
Further, since a step is provided on the negative electrode for the safety circuit and the positive electrode for external input / output in the cap, it is possible to prevent an external short circuit from occurring during handling of the battery.

【0026】また、キャップにおける安全回路用マイナ
ス極と外部入出力用プラス極とを、電気的に絶縁性の接
着剤、例えばエポキシ系等の熱硬化型接着剤で接着した
ものまたは電気的な絶縁物を介して組み立てたものであ
り、キャップ全体の強度確保,キャップの安全回路用マ
イナス極と外部入出力用プラス極との間の固定および絶
縁を良好にすることができる。
Also, the negative electrode for the safety circuit and the positive electrode for external input / output in the cap are bonded with an electrically insulating adhesive, for example, a thermosetting adhesive such as an epoxy type, or electrically insulated. Since it is assembled through the object, the strength of the entire cap can be secured, and the cap's safety circuit negative electrode and external input / output positive electrode can be fixed and insulated well.

【0027】また、キャップにおける安全回路用マイナ
ス極のガス抜け透孔の径に対し、外部入出力用プラス極
側のガス抜け透孔の径を大きくしたものであり、キャッ
プ部のガス抜け透孔の周辺における電気的なショートを
発生し難くすることができる。
Further, the diameter of the gas escape hole on the positive electrode side for external input / output is made larger than the diameter of the gas escape hole on the negative electrode for the safety circuit in the cap. It is possible to make it difficult for an electrical short circuit to occur in the vicinity of.

【0028】本発明による好ましい構成の二次電池は、
一方の極性の端子を兼ねる電池ケース、および電池ケー
スの開口部にガスケットを介して装着された組立封口板
を具備し、前記組立封口板が、電池に直列に接続された
電流遮断素子および電池の電圧を検出して前記電流遮断
素子を制御する電圧検出器を含む安全回路を組み込んだ
プリント基板を含んでいる。このプリント基板は、ガス
を排出するための透孔を有し、しかもプリント基板上に
は、プリント基板のそれぞれ異なる極性の端子部に接続
された外側キャップおよび内側キャップが取り付けられ
ている。
A preferred secondary battery according to the present invention is
A battery case that also serves as a terminal of one polarity; and an assembled sealing plate attached to the opening of the battery case via a gasket, wherein the assembled sealing plate is connected to the battery in series with a current interruption element and a battery. The printed circuit board includes a safety circuit including a voltage detector that detects a voltage and controls the current cut-off element. This printed circuit board has a through hole for discharging gas, and an outer cap and an inner cap connected to the terminals of the printed circuit board having different polarities are mounted on the printed circuit board.

【0029】組立封口板は、さらに、プリント基板より
電池内側に配され、所定の圧力で破断する金属薄板から
なる弁体、および前記プリント基板の一方のキャップに
接続されている端子部を前記弁体をとおして発電要素の
他方の極性の電極と電気的に接続する電気的接続手段を
含んでいる。そして、外側キャップおよび内側キャップ
は、それぞれガスを排出するための透孔を有し、かつ両
キャップ間には、前記両透孔に連通する空洞部を有し、
また前記弁体は破断に先立って電気的導通を断つように
構成されている。また、前記安全回路は、電池が機器に
セットされた際他方のキャップを介して前記一方の極性
の端子に接続される。
The assembled sealing plate further includes a valve body made of a thin metal plate disposed inside the battery from the printed circuit board and ruptured at a predetermined pressure, and a terminal portion connected to one cap of the printed circuit board. It includes electrical connection means for electrically connecting through the body to the other polarity electrode of the power generating element. The outer cap and the inner cap each have a through hole for discharging gas, and between the both caps, there is a hollow portion communicating with the both through holes,
Further, the valve body is configured to cut off electrical conduction prior to breaking. Also, the safety circuit is connected to the one polarity terminal through the other cap when the battery is set in the device.

【0030】この構成の第1の特徴は、外側キャップと
内側キャップとの間に両キャップの透孔に連通する空洞
部を有することである。この空洞部は、前記のように、
電池内が異常な高圧となり、弁体を破断したガスが内側
キャップの透孔から外側キャップの透孔へ容易に移行さ
せる働きをする。両キャップに設ける透孔がそれぞれ対
応する位置にあれば、前記の空洞部を特別に設ける必要
はない。そのような構成にするためには、キャップの組
み立て時に位置合わせが必要となり、作業上煩雑とな
る。また、両キャップの透孔の位置が一致していると、
ヘヤーピンのような線状の金属部材が両者の透孔に入り
込んで、両キャップを電気的に接続し、電池を短絡させ
るという不都合が生じるおそれがある。本発明によれ
ば、封口板組み立て時に透孔を一致させるための特別な
管理も不要であり、しかも線状金属部材による短絡の危
惧を少なくすることができる。
The first feature of this structure is that it has a cavity between the outer cap and the inner cap that communicates with the through holes of both caps. This cavity, as described above,
The inside of the battery has an abnormally high pressure, and the gas that breaks the valve serves to easily transfer from the through hole of the inner cap to the through hole of the outer cap. If the through holes provided in both caps are at the corresponding positions, it is not necessary to provide the above-mentioned hollow portion in particular. In order to make such a structure, it is necessary to align the cap when assembling the cap, which complicates the operation. Also, if the positions of the through holes on both caps match,
There is a possibility that a linear metal member such as a hairpin may enter the through holes of both to electrically connect the caps to each other to short-circuit the battery. According to the present invention, there is no need for special management for matching the through holes when assembling the sealing plate, and the risk of short circuit due to the linear metal member can be reduced.

【0031】また、外側キャップおよび内側キャップ
は、それぞれガスを排出するための前記透孔を側面に有
し、かつ前記空洞部が外側キャップの側面に設けた膨出
部の内側に形成されていることが好ましい。この構成に
よって、内側キャップ内のスペースを最大限に活用する
ことができる。
Further, the outer cap and the inner cap each have the through hole for discharging gas on the side surface, and the cavity is formed inside the bulging portion provided on the side surface of the outer cap. It is preferable. This configuration allows for maximum utilization of space within the inner cap.

【0032】外側キャップは、その上面周縁部に膨出部
を設けるのが好ましい。この膨出部は、電池を機器にセ
ットする際、機器の端子部にスナップホック式に装着す
ることができる。
The outer cap is preferably provided with a bulging portion on the peripheral edge of its upper surface. The bulging portion can be attached to the terminal portion of the device in a snap hook manner when the battery is set in the device.

【0033】また、膨出部を外側キャップの上面周縁部
に設けた構成においては、外側キャップのガスを排出す
るための透孔は、内側キャップの透孔より下位に設ける
のが好ましい。この構成によると、例えば、ヘヤーピン
のような線状の金属部材が外側キャップの透孔から内側
キャップとの間の空隙部に入り込んで両キャップを電気
的に接続し、電池を短絡させるようなことはなくなる。
Further, in the structure in which the bulging portion is provided on the peripheral portion of the upper surface of the outer cap, the through hole for discharging the gas of the outer cap is preferably provided below the through hole of the inner cap. According to this configuration, for example, a linear metal member such as a hairpin may enter the space between the through hole of the outer cap and the inner cap to electrically connect both caps and short-circuit the battery. Disappears.

【0034】前記プリント基板に組み込まれた安全回路
は、電池への過電流の入力、電池からの過電流の出力、
または過電流の入出力を遮断する機能を有することが好
ましい。例えば、前記電圧検出器で前記電流遮断素子の
入力側と出力側との間の電圧を検出し、検出される電圧
が所定の電圧を越えたとき電流遮断素子をオフするよう
に構成する。
The safety circuit built in the printed circuit board has an input of an overcurrent to the battery, an output of an overcurrent from the battery,
Alternatively, it is preferable to have a function of blocking input / output of overcurrent. For example, the voltage detector detects a voltage between the input side and the output side of the current interruption element, and turns off the current interruption element when the detected voltage exceeds a predetermined voltage.

【0035】また、前記安全回路は、温度検出器を備
え、検出される温度が所定の温度範囲を外れたとき前記
電流遮断素子をオフするように構成することが好まし
い。
Further, it is preferable that the safety circuit includes a temperature detector, and is configured to turn off the current interruption element when the detected temperature is out of a predetermined temperature range.

【0036】さらに、前記安全回路は、電池と直列に接
続された温度ヒューズを含むことが好ましい。
Furthermore, the safety circuit preferably includes a thermal fuse connected in series with the battery.

【0037】前記電気的接続手段は、さらにPTC素子
を含むことが好ましい。このPTC素子は、この電気的
接続手段に組み入れる代わりに、前記プリント基板に組
み込まれた安全回路に含めることもできる。
It is preferable that the electrical connecting means further includes a PTC element. The PTC element can be included in a safety circuit incorporated in the printed circuit board instead of being incorporated in the electrical connection means.

【0038】また、前記電気的接続手段は、さらに好ま
しくは、中央部において前記弁体に溶着され、周縁部に
おいては電気的に絶縁されているサブフィルターを含
み、前記サブフィルターはガスをとおす透孔を有し、か
つ前記サブフィルターと弁体との溶着部は、ガス圧が所
定値を越えると外れる電流遮断機能手段として働くよう
に構成されている。
Further, the electrical connecting means further preferably includes a sub-filter which is welded to the valve body at the central portion and electrically insulated at the peripheral portion, and the sub-filter is permeable to gas. The welded portion between the sub-filter and the valve body, which has a hole, is configured to function as a current interrupting function means that is released when the gas pressure exceeds a predetermined value.

【0039】また前記プリント基板に代えて電池に直列
に接続された電流遮断素子および電池の電圧を検出して
前記電流遮断素子を制御する電圧検出器を含む安全回路
をICの様にモールドして一体化して前記プリント基板
の端子部に相当する端子を設け、この端子間に空隙部を
設けたパッケージを配することができる。
Further, a safety circuit including an electric current interruption element connected in series to a battery instead of the printed circuit board and a voltage detector for detecting the voltage of the battery and controlling the electric current interruption element is formed like an IC. A package corresponding to the terminal portion of the printed circuit board may be provided by integrally molding it into a package, and a package having a space between the terminals may be arranged.

【0040】本発明によれば、組立封口板の内側キャッ
プ内に、電池の安全回路を組み入れるスペースを確保で
きるから、従来のように、安全回路を電池外に組み合わ
せた特定の電池使用機器にのみ適合する電池パックとす
る必要がなく、安全回路を内蔵した独立の電池を提供す
ることができる。
According to the present invention, a space for incorporating a safety circuit for a battery can be secured in the inner cap of the assembly sealing plate, so that only in a specific battery-using device in which the safety circuit is combined with the outside of the battery as in the conventional case. It is not necessary to use a compatible battery pack, and an independent battery with a built-in safety circuit can be provided.

【0041】[0041]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図4から図
16を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 4 to 16.

【0042】(実施例1) 図2は、従来の円筒型リチウムイオン二次電池の封口部
の断面図、図3(a)は従来の同封口部の分解斜視図、
図3(b)は従来の同封口部の分解断面図を示してい
る。この封口部は、電池発熱時の電流低減機能手段であ
るPTC素子,電池内圧上昇時の電流遮断機能手段であ
る電流遮断弁,電池内圧が更に上昇した時の防爆機能手
段である防爆弁を有し、フィルター17,サブフィルタ
ー18,インナーガスケット19,弁体20,PTC素
子21,キャップ22,封口板リング23,ガスケット
24で構成されている。通常時は、正極からの電流が、
リード板25を介して透孔Cを有するフィルター17に
接続され、ついでこれと面接触し、透孔Bを有するサブ
フィルター18に通じるようになっている。更に、サブ
フィルター18と弁体20とは溶着によって中央部が接
合されているため、正極の電流は、弁体20を通り、こ
れと面接触したリング状のPTC素子21を通って透孔
Dを有するキャップ22に導かれる。
(Example 1) FIG. 2 is a sectional view of a sealing portion of a conventional cylindrical lithium ion secondary battery, and FIG. 3 (a) is an exploded perspective view of the conventional sealing portion.
FIG. 3B shows an exploded sectional view of the conventional sealing portion. This sealing part has a PTC element which is a current reduction function means when the battery heats up, a current cutoff valve which is a current cutoff function means when the battery internal pressure rises, and an explosion proof valve which is an explosion protection function means when the battery internal pressure further rises. The filter 17, the sub-filter 18, the inner gasket 19, the valve body 20, the PTC element 21, the cap 22, the sealing plate ring 23, and the gasket 24 are included. Normally, the current from the positive electrode is
It is connected to a filter 17 having a through hole C via a lead plate 25, then comes into surface contact with this and communicates with a sub filter 18 having a through hole B. Further, since the central portion of the sub-filter 18 and the valve body 20 are joined by welding, the positive electrode current passes through the valve body 20 and the ring-shaped PTC element 21 which is in surface contact with the valve body 20 and the through hole D. Is guided to the cap 22 having.

【0043】キャップ22とPTC素子21および弁体
20は、リング状のインナーガスケット19により一体
化されており、このインナーガスケット19は、ポリカ
ーボネイト等の絶縁体を成形したものであるので、サブ
フィルター18と弁体20との電気的な接続は、溶着部
のみに限定されている。フィルター17の周縁部は、サ
ブフィルター18およびインナーガスケット19の周縁
部をカシメる構造となっており、カシメが終了した後
は、封口部を構成するアッセンブリーとして一体物とな
っている。ガスケット24は、ポリカーボネイト等の絶
縁体をリング状に成形したもので、前記の封口部のアッ
センブリーを電池ケース26に組み込んでカシメ封口し
た場合、電池ケース26とフィルター17との間の絶縁
を行っている。
The cap 22, the PTC element 21, and the valve body 20 are integrated by a ring-shaped inner gasket 19, and since the inner gasket 19 is formed by molding an insulator such as polycarbonate, the sub-filter 18 The electrical connection between the valve body 20 and the valve body 20 is limited to only the welded portion. The peripheral edge of the filter 17 has a structure in which the peripheral edges of the sub-filter 18 and the inner gasket 19 are crimped, and after the crimping is completed, the filter 17 is integrated as an assembly forming a sealing portion. The gasket 24 is formed by molding an insulator such as polycarbonate into a ring shape. When the assembly of the above-mentioned sealing portion is incorporated into the battery case 26 and caulking and sealing, the battery case 26 and the filter 17 are insulated from each other. There is.

【0044】弁体20には、防爆機能手段である防爆弁
としてスリットAが刻まれており、ガス化した電解液が
発生した場合は、フィルター17の透孔Cおよびサブフ
ィルター18に設けられた透孔Bを通過して、弁体20
をキャップ22の側に押し上げる構造となっている。
The valve body 20 is provided with a slit A as an explosion proof valve which is an explosion proof function means, and is provided in the through hole C of the filter 17 and the sub filter 18 when a gasified electrolytic solution is generated. After passing through the through hole B, the valve body 20
Is pushed up to the side of the cap 22.

【0045】つぎに、PTC素子21による電流低減機
能手段について説明する。PTC素子21は、規定温度
になると抵抗値が急上昇する素子であり、過充電、また
は大きな放電電流、例えば1時間放電に相当する電流値
以上の電流によって電池の温度が上昇し、規定温度に達
すると抵抗値が上昇して電流を低減させることにより、
電池が熱的に不安全な状態になることを防止するもので
ある。
Next, the current reduction function means by the PTC element 21 will be described. The PTC element 21 is an element whose resistance value sharply rises at a specified temperature, and the temperature of the battery rises due to overcharge or a large discharge current, for example, a current value equal to or more than a current value corresponding to 1 hour discharge, and reaches the specified temperature. Then, by increasing the resistance value and reducing the current,
It prevents the battery from becoming thermally unsafe.

【0046】また、サブフィルター18と弁体20とを
溶着することによる電池内圧上昇時の電流遮断機能手段
について説明する。発熱によってガス化した電解液は、
フィルター17の透孔Cおよびサブフィルター18に設
けられた透孔Bを介して、弁体20をキャップ22の側
に押し上げる。この際、ガスの圧力が、サブフィルター
18と弁体20との溶着力を上回った時点で溶着が外れ
ることにより、電気的な接続が遮断され、電流遮断弁と
しての作用を行うものである。
The means for interrupting current when the internal pressure of the battery rises by welding the sub-filter 18 and the valve body 20 will be described. Electrolyte gasified by heat generation,
The valve body 20 is pushed up to the cap 22 side through the through hole C of the filter 17 and the through hole B provided in the sub filter 18. At this time, when the pressure of the gas exceeds the welding force between the sub-filter 18 and the valve body 20, the welding is released, so that the electrical connection is cut off and the function as a current cutoff valve is performed.

【0047】更に、弁体20による防爆機能手段につい
て説明する。サブフィルター18と弁体20とによる電
流遮断機能手段が作動した後、発熱によってガス化した
電解液は、弁体20を更にキャップ22の側に押し上げ
る。一方、弁体20は、インナーガスケット19,フィ
ルター17,ガスケット24,電池ケース26によって
周囲が固定されているため、ガスの圧力により弁体20
に設けられたスリットAが破断され、その時点で、ガス
化した電解液がキャップ22側に抜ける。このことによ
り、ガス化した電解液は、キャップ22の透孔Dより放
出され、その圧力が減圧されて電池自体の爆発を防止す
る。
Furthermore, the explosion-proof function means by the valve body 20 will be described. After the current interruption function means by the sub-filter 18 and the valve body 20 is activated, the electrolytic solution gasified by heat generation further pushes the valve body 20 toward the cap 22 side. On the other hand, since the periphery of the valve body 20 is fixed by the inner gasket 19, the filter 17, the gasket 24, and the battery case 26, the valve body 20 is affected by the gas pressure.
The slit A provided in the is broken, and at that time, the gasified electrolytic solution escapes to the cap 22 side. As a result, the gasified electrolytic solution is discharged from the through hole D of the cap 22 and its pressure is reduced to prevent the battery itself from exploding.

【0048】本発明においては、この封口部内部のスペ
ースを利用して図4に示す安全回路を配置する。図4に
おいて、+は安全回路27によって制御される二次電池
28の外部への入出力用プラス極、Sは安全回路27の
マイナス極で、被供給装置または充電器の側で二次電池
28の外周面または底面に形成したマイナス極と接続す
る。−は二次電池28の外周面または底面に形成したマ
イナス極である。
In the present invention, the space inside the sealing portion is
The safety circuit shown in FIG. In FIG. 4, + is a positive pole for inputting / outputting to the outside of the secondary battery 28 controlled by the safety circuit 27, S is a negative pole of the safety circuit 27, and the secondary battery 28 is on the side of the device to be supplied or the charger. Connect to the negative pole formed on the outer peripheral surface or the bottom surface. The symbol − is a negative electrode formed on the outer peripheral surface or the bottom surface of the secondary battery 28.

【0049】二次電池28のプラス出力は、図2で説明
したサブフィルター18と弁体20とによって構成され
る電流遮断機能手段29,PTC素子30(図2におけ
るPTC素子21に相当)を介して安全回路27へ接続
される。
The positive output of the secondary battery 28 is passed through the current cutoff function means 29 and the PTC element 30 (corresponding to the PTC element 21 in FIG. 2) constituted by the sub-filter 18 and the valve body 20 described in FIG. Connected to the safety circuit 27.

【0050】S端子が被供給装置または充電器の側で二
次電池28のマイナス極と接続された状態にある場合、
PTC素子30の出力側とS端子との間の電圧が規定値
内にあると、封口部に内蔵された電圧検出器31は、F
ET等の電流遮断素子32をオンにし、充電器からの充
電を可能とする。一方、PTC素子30の出力側とS端
子との間の電圧が規定値より高くなると、電圧検出器3
1は、FET等の電流遮断素子32をオフにし、二次電
池28を過充電から保護する。
When the S terminal is connected to the negative electrode of the secondary battery 28 on the side of the device to be supplied or the charger,
When the voltage between the output side of the PTC element 30 and the S terminal is within the specified value, the voltage detector 31 built in the sealing portion is
The current cut-off element 32 such as ET is turned on to enable charging from the charger. On the other hand, when the voltage between the output side of the PTC element 30 and the S terminal becomes higher than the specified value, the voltage detector 3
1 turns off the current interruption element 32 such as FET to protect the secondary battery 28 from overcharging.

【0051】安全回路27は以上の作用を行うが、電流
遮断素子32にFETを使用する場合、FETがオフの
状態であっても、そのボディダイオード効果により、+
極を通じて二次電池28の放電が可能である。なお、コ
ンデンサ33は、+極と−極との間の静電気対策,ノイ
ズによる誤動作防止を行うものである。
The safety circuit 27 performs the above operation. However, when an FET is used as the current cut-off element 32, even if the FET is in the off state, due to its body diode effect, +
The secondary battery 28 can be discharged through the electrodes. The capacitor 33 serves to prevent static electricity between the positive and negative electrodes and prevent malfunction due to noise.

【0052】また、図5は、図4に示す安全回路27の
変形例を示すもので、サーミスタ34を追加し、サーミ
スタ34の温度による抵抗値変化をモニターする機能が
追加された電圧検出器35により、二次電池28の温度
が規定範囲(0℃〜60℃以内等)外になると、FET
等の電流遮断素子32をオフにする作用を追加したもの
である。
FIG. 5 shows a modification of the safety circuit 27 shown in FIG. 4, in which a thermistor 34 is added and a voltage detector 35 having a function of monitoring a change in resistance value due to the temperature of the thermistor 34 is added. As a result, when the temperature of the secondary battery 28 goes out of the specified range (0 ° C to 60 ° C or less), the FET
The effect of turning off the current cut-off element 32 is added.

【0053】更に、図6は、図4に示す安全回路27の
他の変形例を示すもので、従来のリング状PTC素子
(図2におけるPTC素子21に相当)を廃止し、安全
回路のプラス端子と外部入出力用プラス極との間にPT
C素子36を挿入したものである。
Further, FIG. 6 shows another modified example of the safety circuit 27 shown in FIG. 4, in which the conventional ring-shaped PTC element (corresponding to the PTC element 21 in FIG. 2) is abolished and the safety circuit is added. PT between the terminal and the positive pole for external input / output
The C element 36 is inserted.

【0054】なお、以上の説明では、安全回路27のマ
イナス極Sに与えるマイナス電圧を、電池ケースのマイ
ナスから電池が装着される被供給装置または充電器の結
線を介して得ると説明したが、安全回路27用のマイナ
ス電圧を電池ケースと直接接続することも実施可能であ
る。但し、この場合は、電池を使用しない時の安全回路
27の消費電流による自己放電損失が問題となるので、
長期保存に対応する施策が必要となる。
In the above description, the negative voltage applied to the negative pole S of the safety circuit 27 is obtained from the negative of the battery case through the wire connection of the supplied device to which the battery is attached or the charger. It is also possible to connect the negative voltage for the safety circuit 27 directly to the battery case. However, in this case, the self-discharge loss due to the current consumption of the safety circuit 27 when the battery is not used becomes a problem.
Measures for long-term storage are required.

【0055】(実施例2) 図4に示す安全回路27を二次電池28の封口部内部の
スペースに組み込んだ場合について図7および図8を参
照して説明する。図7は封口部の断面図、図8(a)は
同封口部の分解斜視図、図8(b)は同封口部の分解断
面図を示し、図2の場合とは、PTC素子21から安全
回路用マイナス極37に至る部分が異る構造となってい
る。
[0055] (Example 2) safety circuit 27 of the rechargeable battery 28 sealing portion of the internal structure shown in FIG. 4
The case of being incorporated in a space will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a sectional view of the sealing portion, FIG. 8A is an exploded perspective view of the sealing portion, and FIG. 8B is an exploded sectional view of the sealing portion. The structure extending to the safety circuit negative electrode 37 is different.

【0056】図7および図8において、PTC素子21
の電極は、ポリイミド材で構成されたフレキシブル配線
板38と面接触し、スルーホールや配線を通じて安全回
路27に接続されている。なお、Eは、フレキシブル配
線板38に設けられた防爆構造のための透孔であり、上
述の安全回路基板の開口部に相当し、また上述の安全回
路基板の破断機構、すなわちプリント基板に圧力により
破断しやすい部分を設けても良い。一方、安全回路用マ
イナス極37は、フレキシブル配線板38に面接触し、
配線を通じて安全回路27に接続されている。安全回路
27によって制御される二次電池28の入出力端+は、
フレキシブル配線板38を通じ、面接触で、二次電池の
被制御入出力用プラス極39となる。なお、Fは安全回
路27の防水性,耐電解液性のコーティング、41,4
2はエポキシ系等の熱硬化型接着剤、40,45は安全
回路用マイナス極37と二次電池の被制御入出力用プラ
ス極39との間を絶縁するABS樹脂等の絶縁物、44
は封口板リングである。
In FIGS. 7 and 8, the PTC element 21
The electrode is in surface contact with a flexible wiring board 38 made of a polyimide material, and is connected to the safety circuit 27 through a through hole or wiring. In addition, E is a through hole for the explosion-proof structure provided in the flexible wiring board 38, and corresponds to the opening of the safety circuit board described above. Therefore, a portion that is easily broken may be provided. On the other hand, the negative electrode 37 for the safety circuit makes surface contact with the flexible wiring board 38,
It is connected to the safety circuit 27 through wiring. The input / output terminal + of the secondary battery 28 controlled by the safety circuit 27 is
Through the flexible wiring board 38, the positive electrode 39 for controlled input / output of the secondary battery is formed by surface contact. In addition, F is a waterproof and electrolytic solution resistant coating of the safety circuit 27, 41, 4
2 is a thermosetting adhesive such as an epoxy type, 40 and 45 are insulators such as ABS resin for insulating between the negative electrode 37 for the safety circuit and the controlled positive / negative electrode 39 of the secondary battery, 44
Is a sealing plate ring.

【0057】(実施例3) 図6に示すように、安全回路のプラス極と外部入出力用
プラス極との間にPTC素子36を配置した場合は、図
9に示すように二次電池の被制御入出力用プラス極39
a自体をPTC素子で構成することができる。その他の
部分の構成は図7および図8と同様である。
(Embodiment 3) As shown in FIG. 6, when the PTC element 36 is arranged between the positive pole of the safety circuit and the positive pole for external input / output, as shown in FIG. Controlled input / output positive pole 39
The a itself can be composed of a PTC element. The configuration of the other parts is the same as in FIGS. 7 and 8.

【0058】(実施例4) 図7における二次電池の被制御入出力用プラス極39と
フレキシブル配線板38との接続は、図10に示すよう
に、二次電池の被制御入出力用プラス極39が、リン青
銅等のバネ材46により、フレキシブル配線板38上の
部品へ接続されるようにしても良い。この場合は、電池
キャップの構成を簡略化することが可能になると共に、
フレキシブル配線板38の下側は、対面するPTC素子
21を介して弁体20に、フレキシブル配線板38の上
側は、対面する安全回路用マイナス極37に、それぞれ
面接触させる構成になるので、封口部全体を容易に構成
できる。なお、41,49はエポキシ系等の熱硬化型接
着剤である。
Fourth Embodiment As shown in FIG. 10, the connection between the controlled positive input / output positive electrode 39 of the secondary battery and the flexible wiring board 38 is as shown in FIG. The pole 39 may be connected to a component on the flexible wiring board 38 by a spring material 46 such as phosphor bronze. In this case, the configuration of the battery cap can be simplified, and
The lower side of the flexible wiring board 38 is brought into surface contact with the valve body 20 via the facing PTC element 21, and the upper side of the flexible wiring board 38 is brought into surface contact with the facing negative electrode 37 for the safety circuit. The whole part can be easily constructed. In addition, 41 and 49 are thermosetting adhesives such as epoxy type.

【0059】以上に説明した安全回路27は、図11に
示すようにICパッケージ仕様にすることができる。図
11において、50はVDD(GND)リード、51は
VIN(VSS)リード、52はVOUTリードで、そ
れぞれのリード50,51,52は、図7においてプリ
ント基板38の代わりに配置することができ、安全回路
用マイナス極37,PTC素子21,二次電池の被制御
入出力用プラス極39に接触する部分Gを除き、PBT
(ポリ・ブチレン・テレフタレート)等の耐電解液材料
で絶縁コーティング処理を行ったもので、プリント基板
が不要となり、封口部を組み立てる時に、アッセンブリ
ーが容易となる。またリード50,51,52の空間は
上述の空隙部に相当し、放出されるガス化した電解液の
通路となる。
The safety circuit 27 described above can have an IC package specification as shown in FIG. In FIG. 11, 50 is a VDD (GND) lead, 51 is a VIN (VSS) lead, and 52 is a VOUT lead. Each lead 50, 51, 52 can be arranged in place of the printed circuit board 38 in FIG. , PBT except the portion G that contacts the negative electrode 37 for the safety circuit, the PTC element 21, and the positive electrode 39 for controlled input / output of the secondary battery.
Since an insulating coating is applied with an electrolyte resistant material such as (polybutylene terephthalate), a printed circuit board is not required, and the assembly is easy when assembling the sealing portion. The spaces of the leads 50, 51, 52 correspond to the above-mentioned voids and serve as passages for the gasified electrolytic solution to be released.

【0060】また、図7における安全回路用マイナス極
37は、図12に示すように防爆構造のための複数のガ
ス抜け透孔Hと、二次電池の被制御入出力用プラス極3
9に安全回路用マイナス極37の表面から機械的に接触
させるための透孔Iを有する必要があり、この場合の二
次電池の被制御入出力用プラス極39には、図13に示
すように安全回路用マイナス極37の複数のガス抜け透
孔Hより大きい複数のガス抜け透孔Jと、安全回路用マ
イナス極37を介して二次電池の被制御入出力用プラス
極39に安全回路用マイナス極37の表面から機械的に
接触させるための透孔Iにかからない範囲Kに、エポキ
シ系等の熱硬化型接着剤が塗布されている。安全回路用
マイナス極37と二次電池の被制御入出力用プラス極3
9とは、あらかじめそれぞれ穴加工されたニッケル材等
の金属材料に、エポキシ系等の熱硬化型接着剤を塗布し
たうえで、一体に形成することも可能である。
Further, as shown in FIG. 12, the safety circuit negative electrode 37 in FIG. 7 has a plurality of gas escape holes H for the explosion-proof structure and the controlled input / output positive electrode 3 of the secondary battery.
9 must have a through hole I for mechanically contacting the surface of the safety circuit negative electrode 37. In this case, the controlled input / output positive electrode 39 of the secondary battery is as shown in FIG. In addition, a plurality of gas escape holes J larger than the plurality of gas escape holes H of the safety circuit negative electrode 37 and a safety circuit connected to the controlled battery positive / negative electrode 39 of the secondary battery via the safety circuit negative electrode 37. A thermosetting adhesive such as an epoxy-based adhesive is applied to a range K that does not cover the through hole I for mechanically contacting the surface of the negative electrode 37 for use. Negative pole 37 for safety circuit and positive pole 3 for controlled input / output of secondary battery
9 can also be formed integrally by applying a thermosetting adhesive such as an epoxy to a metal material such as a nickel material that has been drilled in advance.

【0061】(実施例5) 図14は本実施例の組立封口板を備えたリチウムイオン
二次電池の要部の縦断面図である。ここに示す組立封口
板60は、内側キャップ61、外側キャップ65、及び
素子72を取り付けたプリント基板70を備えている。
(Embodiment 5) FIG. 14 is a vertical cross-sectional view of a main part of a lithium ion secondary battery provided with an assembled sealing plate of this embodiment. The assembly sealing plate 60 shown here includes an inner cap 61, an outer cap 65, and a printed circuit board 70 to which an element 72 is attached.

【0062】組立封口板は、さらに、プリント基板70
の下面に配置されたリング状のPCT素子73、金属薄
板からなる弁体74、中央部に弁体74の中央部を溶着
し、ガスを通すための透孔76を有するサブフィルター
75、ガスを通すための透孔78を有するフィルター7
7、及びインナーガスケット79を備えている。そし
て、インナーガスケット79は、外キャップ65の周縁
部から弁体74の周縁部にわたる部分を被覆することに
より、弁体74とサブフィルター75の周縁部における
電気的接触を阻止している。また、フィルター77は、
その周縁部でサブフィルター75とインナーガスケット
79の周縁部を挟み込むことにより、全体を一体の組立
封口板として組み立てている。フィルター77の上面周
縁部は、インナーガスケット79により、外キャップ6
5、プリント基板70、PTC素子73、および弁体7
4の周縁部とは電気的接触を阻止されている。
The assembly sealing plate further includes a printed circuit board 70.
A ring-shaped PCT element 73 arranged on the lower surface of the valve, a valve body 74 made of a thin metal plate, a sub-filter 75 having a through hole 76 for welding the central portion of the valve body 74 welded to the central portion, and gas. Filter 7 having through holes 78 for passing
7 and an inner gasket 79. The inner gasket 79 covers the portion extending from the peripheral portion of the outer cap 65 to the peripheral portion of the valve element 74, thereby preventing electrical contact between the valve element 74 and the peripheral portion of the sub filter 75. Also, the filter 77 is
By sandwiching the peripheral portions of the sub-filter 75 and the inner gasket 79 between the peripheral portions, the whole is assembled as an integrated sealing plate. The inner gasket 79 is provided on the peripheral portion of the upper surface of the filter 77 to allow the outer cap 6
5, printed circuit board 70, PTC element 73, and valve body 7
Electrical contact with the peripheral portion of 4 is blocked.

【0063】次に、上記プリント基板70について詳し
く説明する。プリント基板70は、可撓性の絶縁板に配
線を施したもので、後述する安全回路を構成する電気回
路をパッケージした素子72を中央に固定するととも
に、素子72を覆うように内側キャップ61及び外側キ
ャップ65を電気絶縁性の接着剤68、たとえばエポキ
シ樹脂により固定している。プリント基板70は、ガス
を通すための透孔71を複数有している。
Next, the printed circuit board 70 will be described in detail. The printed circuit board 70 is a flexible insulating plate on which wiring is provided. The printed circuit board 70 fixes an element 72 in which an electric circuit constituting a safety circuit, which will be described later, is packaged to the center, and an inner cap 61 and an inner cap 61 so as to cover the element 72. The outer cap 65 is fixed by an electrically insulating adhesive 68, such as an epoxy resin. The printed circuit board 70 has a plurality of through holes 71 for passing gas.

【0064】内側キャップ61は、ガスを通すための透
孔62を4個有し、外表面には、外側キャップ65と電
気的に絶縁するための絶縁性被膜63を有している。ま
た、外側キャップ65は、内側キャップ61との間にガ
スを通す空洞部95を形成するために、外側に膨出させ
た膨出部96を設け、さらにこの膨出部96にガスを通
す透孔66を4個設けている。さらに、内側キャップ6
1と外側キャップ65とをそれらの上部において絶縁す
る接着剤69が両者間に介在させてある。素子72を接
続したプリント基板70のマイナス端子には内側キャッ
プ61の鍔部64が、またプラス端子には外側キャップ
65の鍔部67及びPCT素子73がそれぞれ接続され
るように、プリント基板には配線が施されている。
The inner cap 61 has four through holes 62 for passing gas therethrough, and has an insulating coating 63 on its outer surface for electrically insulating it from the outer cap 65. Further, the outer cap 65 is provided with a bulging portion 96 that bulges outward in order to form a cavity 95 that allows gas to pass between the outer cap 65 and the inner cap 61. Four holes 66 are provided. Furthermore, the inner cap 6
An adhesive 69 is interposed between the outer cap 65 and the outer cap 65 to insulate the outer cap 1 and the outer cap 65 from each other. The flange portion 64 of the inner cap 61 is connected to the negative terminal of the printed circuit board 70 to which the element 72 is connected, and the flange portion 67 of the outer cap 65 and the PCT element 73 are connected to the positive terminal. Wiring is applied.

【0065】上記のように構成された組立封口板60
は、電池ケース90の開口部に装着される。電池ケース
90内には正極板と負極板とをセパレータを介して渦巻
き状に捲回された極板群91が挿入されている。極板群
の一方の電極、例えば正極のリード板93を組立封口板
60のフィルター77に溶接した後、組立封口板60の
周縁部にガスケット94を装着し、このガスケット部分
にケース90の上端部をかしめることにより、電池ケー
ス90は液密かつ気密に密閉される。なお、92は、絶
縁板を示している。極板群91の負極リード板(図示し
ない)は電池ケースの底面に溶接されている。従って、
電池ケース90は電池の負極端子を兼ねている。
The assembled sealing plate 60 constructed as described above
Is attached to the opening of the battery case 90. An electrode plate group 91 in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are spirally wound via a separator is inserted in the battery case 90. After welding one electrode of the electrode plate group, for example, the positive lead plate 93 to the filter 77 of the assembly sealing plate 60, the gasket 94 is attached to the peripheral edge of the assembly sealing plate 60, and the upper end of the case 90 is attached to this gasket part. By caulking, the battery case 90 is liquid-tightly and airtightly sealed. In addition, 92 has shown the insulating plate. The negative electrode lead plate (not shown) of the electrode plate group 91 is welded to the bottom surface of the battery case. Therefore,
The battery case 90 also serves as the negative electrode terminal of the battery.

【0066】上記のように組立封口板60が電池ケース
90に装着されると、外側キャップ65は、プリント基
板70、これに接触しているPTC素子73、素子73
に接触している弁体74、この弁体74と中央部におい
て接合されているサブフィルター75、およびフィルタ
ー77を介して極板群91の正極に接続され、正極端子
として働く。
When the assembled sealing plate 60 is mounted on the battery case 90 as described above, the outer cap 65 is provided with the printed board 70, the PTC element 73 in contact with the printed board 70, and the element 73.
Is connected to the positive electrode of the electrode plate group 91 via the valve body 74 in contact with the valve body 74, the sub-filter 75 joined to the valve body 74 at the central portion, and the filter 77, and functions as a positive electrode terminal.

【0067】次に、図16に示す安全装置について説明
する。図16において、100は組立封口板60が装着
された二次電池を示している。101は電池の正極リー
ドにつながっているサブフィルター75と弁体74との
接合部で構成される電流遮断機能手段として機能するス
イッチを示している。このスイッチ101には前記のP
TC素子73が直列に接続されている。電気回路をパッ
ケージした素子72内には、PTC素子73に直列に接
続された温度ヒューズ106および電流遮断素子10
3、電圧を検出して電流遮断素子103を制御する電圧
検出器102、サーミスタ107、ならびにコンデンサ
104が組み込まれている。
Next, the safety device shown in FIG. 16 will be described. In FIG. 16, reference numeral 100 denotes a secondary battery to which the assembled sealing plate 60 is attached. Reference numeral 101 denotes a switch that functions as a current cutoff function unit that is composed of a joint portion between the valve element 74 and the sub filter 75 connected to the positive electrode lead of the battery. This switch 101 has the P
The TC element 73 is connected in series. In the element 72 in which the electric circuit is packaged, the temperature fuse 106 and the current interrupt element 10 connected in series with the PTC element 73 are provided.
3. A voltage detector 102 that detects a voltage and controls the current cut-off element 103, a thermistor 107, and a capacitor 104 are incorporated.

【0068】そして、素子72のプラス端子は外側キャ
ップ65に接続されている。一方、マイナス端子Sは、
内側キャップ61に接続され、これはスイッチ105を
介して電池の負極端子に接続されている。したがって、
この電池を電池使用機器にセットすると、電池の負極端
子である電池ケースに接続された機器側の負極端子が、
内側キャップ61と電気的に導通するのである。すなわ
ち、スイッチ105は、電池を機器にセットすることに
よりオンされるのである。
The positive terminal of the element 72 is connected to the outer cap 65. On the other hand, the negative terminal S
It is connected to the inner cap 61, which is connected to the negative terminal of the battery via the switch 105. Therefore,
When this battery is set in a device that uses batteries, the negative terminal on the device connected to the battery case, which is the negative terminal of the battery,
It is electrically connected to the inner cap 61. That is, the switch 105 is turned on by setting the battery in the device.

【0069】上記のように、組立封口板60が装着され
た電池を機器にセットし、スイッチ105がオンされる
と、PTC素子73の出力側とS端子との間には所定の
電圧が印加され、電圧検出器102は電流遮断素子10
3をオンにし、充電器からの充電電流の受け入れを可能
とする。また、PTC素子73の出力側とS端子との間
の電圧に現れる電池100の電圧が規定値より高くなる
と、電圧検出器102は電流遮断素子103をオフに
し、電池100を過充電電流から保護する。
As described above, when the battery with the assembled sealing plate 60 is set in the device and the switch 105 is turned on, a predetermined voltage is applied between the output side of the PTC element 73 and the S terminal. Then, the voltage detector 102 is connected to the current interruption element 10
Turn on 3 to allow acceptance of charging current from the charger. Further, when the voltage of the battery 100 appearing in the voltage between the output side of the PTC element 73 and the S terminal becomes higher than the specified value, the voltage detector 102 turns off the current interruption element 103 to protect the battery 100 from overcharge current. To do.

【0070】素子72に組み込まれた安全回路につい
て、さらに詳しく説明する。電圧検出器102は、電池
100の電圧および電流遮断素子103の電圧を検出し
て電流遮断素子を制御する。電圧検出器102で検出さ
れる電池100の電圧が所定の上限の設定電圧より高い
ときは過充電であり、また電圧検出器102で検出され
る電池100の電圧が所定の下限の設定電圧より低いと
きは過放電である。電圧検出器102は、検出される電
池電圧が所定の上限電圧を越えたときまたは所定の下限
電圧を下回ったとき、電流遮断素子103をオフにし、
電流を遮断する。また、電圧検出器102は、例えば電
界効果トランジスタ(FET)からなる電流遮断素子1
03の入力側と出力側との間の電圧を検出し、所定の設
定電圧より高くなったとき、例えば、短絡などによって
過大電流が流れたことを検出して電流遮断素子103を
オフにする。さらに、電圧検出器102は、サーミスタ
107の電圧を検出し、電池100および電流遮断素子
103の温度が規定範囲、例えば電池温度が0℃〜60
℃の範囲を外れたとき、電流遮断素子103をオフにす
る。温度ヒューズ106は、電池100や電流遮断素子
103の異常発熱によって断たれる安全装置として働
く。
The safety circuit incorporated in the element 72 will be described in more detail. The voltage detector 102 detects the voltage of the battery 100 and the voltage of the current interruption element 103 to control the current interruption element. When the voltage of the battery 100 detected by the voltage detector 102 is higher than the predetermined upper limit set voltage, overcharge occurs, and the voltage of the battery 100 detected by the voltage detector 102 is lower than the predetermined lower limit set voltage. Sometimes it is over-discharge. The voltage detector 102 turns off the current interruption element 103 when the detected battery voltage exceeds a predetermined upper limit voltage or falls below a predetermined lower limit voltage,
Cut off the current. Further, the voltage detector 102 is, for example, a current interrupt element 1 including a field effect transistor (FET).
The voltage between the input side and the output side of 03 is detected, and when it becomes higher than a predetermined set voltage, for example, it is detected that an excessive current has flown due to a short circuit or the like, and the current cut-off element 103 is turned off. Further, the voltage detector 102 detects the voltage of the thermistor 107, and the temperatures of the battery 100 and the current cutoff element 103 are within a specified range, for example, the battery temperature is 0 ° C. to 60 ° C.
When the temperature is out of the range of ° C, the current cutoff element 103 is turned off. The temperature fuse 106 functions as a safety device that is cut off due to abnormal heat generation of the battery 100 and the current cutoff element 103.

【0071】素子72に組み込まれた安全回路は、以上
のような働きをする。電流遮断素子103としてFET
を使用すると、これがオフの状態においても、そのボデ
ーダイオード効果により、プラス極を通じて電池100
の放電は可能である。なお、コンデンサ104は、プラ
ス極とマイナス極との間の静電気対策のために設けられ
たもので、ノイズによる誤動作を防止する。PTC素子
73は、規定温度になると、抵抗値が急上昇する。過充
電電流、または大きな放電電流、例えば1時間率放電に
相当する電流値以上の電流が流れることによって電池の
温度が上昇し、PTC素子73が規定温度に達すると、
その抵抗値が急上昇して電流が低減される。これによっ
て、電池が熱的に不安全な状態になることが防止され
る。このPTC素子73は、素子72内に組み込むこと
もできる。
The safety circuit incorporated in the element 72 functions as described above. FET as the current interruption element 103
, Even when it is off, due to its body diode effect, through the positive pole the battery 100
Can be discharged. The capacitor 104 is provided as a countermeasure against static electricity between the positive pole and the negative pole, and prevents malfunction due to noise. The resistance value of the PTC element 73 rapidly increases when the temperature reaches the specified temperature. When the temperature of the battery rises due to the flow of an overcharge current or a large discharge current, for example, a current value equal to or more than the current value corresponding to 1-hour rate discharge, and the PTC element 73 reaches the specified temperature
The resistance value sharply increases and the current is reduced. This prevents the battery from becoming thermally unsafe. The PTC element 73 can also be incorporated in the element 72.

【0072】次に、電池内圧力が上昇した場合の組立封
口板の働きについて説明する。上記のような安全回路お
よびPTC素子の働きにもかかわらず電池内が高温とな
り、有機溶媒を主とする電解液がガス化すると、ガスは
フィルター77の透孔78およびサブフィルター75の
透孔76を通って弁体74をプリント基板側へ押し上げ
る。ガス圧力が、サブフィルター75と弁体74との溶
着力を上回った時点で溶着部が外れ、サブフィルター7
5と弁体74との電気的な接続が遮断される。これによ
って電池とその充電回路および/または放電回路との間
の電気的接続は一切断たれる。このように、サブフィル
ター75と弁体74とは、電流遮断機能を有するスイッ
チ、すなわち電流遮断機能手段として働く。
Next, the function of the assembly sealing plate when the internal pressure of the battery rises will be described. Despite the functions of the safety circuit and the PTC element as described above, when the temperature inside the battery becomes high and the electrolytic solution containing mainly the organic solvent is gasified, the gas passes through the holes 78 of the filter 77 and the holes 76 of the sub-filter 75. The valve element 74 is pushed up to the printed circuit board side through. When the gas pressure exceeds the welding force between the sub-filter 75 and the valve element 74, the welded portion is removed and the sub-filter 7
5 and the valve element 74 are electrically disconnected. This disconnects the electrical connection between the battery and its charging and / or discharging circuit. In this way, the sub-filter 75 and the valve element 74 work as a switch having a current cutoff function, that is, a current cutoff function means.

【0073】次に、ガス圧力がさらに大きくなると、弁
体74はさらにプリント基板側へ押圧される。そして、
ガス圧がある値を越えると、弁体74はその表面の一部
に設けられた刻み目(図示しない)から破断する。この
ため、ガスはその破断部からプリント基板の透孔71を
通り、さらに内側キャップ61の透孔62、内側キャッ
プ61と外側キャップ65との間の空洞部95、および
外側キャップ65の透孔66を経て外部へ放出される。
Next, when the gas pressure further increases, the valve element 74 is further pressed toward the printed circuit board. And
When the gas pressure exceeds a certain value, the valve element 74 breaks from a notch (not shown) provided on a part of its surface. Therefore, the gas passes from the broken portion through the through hole 71 of the printed circuit board, and further through the through hole 62 of the inner cap 61, the cavity 95 between the inner cap 61 and the outer cap 65, and the through hole 66 of the outer cap 65. Is released to the outside via

【0074】この際、内側キャップ61と外側キャップ
65との間には、空洞部95が設けてあるので、両キャ
ップの透孔62と66の位置が一致していなくとも、透
孔62を通過したガスは空洞部95を通って容易に透孔
66に達し、そこから外部に放出される。空洞部95が
ないと、両キャップの透孔62と66の位置が一致して
いないところでは、一時に多量に発生したガスが両キャ
ップ間の狭い間隙を通り抜けることができず、電池内が
過圧となり、破裂する危険が伴う。
At this time, since the hollow portion 95 is provided between the inner cap 61 and the outer cap 65, even if the positions of the through holes 62 and 66 of both caps do not coincide with each other, they pass through the through hole 62. The generated gas easily reaches the through hole 66 through the cavity 95 and is discharged to the outside. Without the cavity 95, a large amount of gas generated at one time cannot pass through the narrow gap between the caps at the positions where the through holes 62 and 66 of both caps are not aligned, and the inside of the battery is overheated. This will cause pressure and risk of bursting.

【0075】こうして電池が高温になるなどにより電解
液がガス化し、電池内圧力が異常に上昇したときには、
サブフィルター75と弁体74との電流遮断機能手段に
より電流を遮断し、さらに圧力が上昇すると、防爆機能
手段として弁体74が破断し、キャップ61および65
の透孔より外部に放出される。従って、電池自体が破裂
する危険はない。
In this way, when the electrolytic solution is gasified due to the high temperature of the battery and the pressure inside the battery rises abnormally,
When the current is cut off by the current cut-off function means between the sub-filter 75 and the valve element 74, and the pressure is further increased, the valve element 74 is broken as an explosion-proof function means, and the caps 61 and 65 are provided.
It is released to the outside through the through hole. Therefore, there is no danger of the battery itself bursting.

【0076】(実施例6) 図15は本実施例の組立封口板の要部の縦断面図であ
る。この組立封口板80は、内側キャップ81および外
側キャップ85の構造が変わっている他は実施例5の組
立封口板60と本質的な違いはない。内側キャップ81
は、その鍔部84がプリント基板70のマイナス端子に
接触するように、また外側キャップ85は、その鍔部8
7がプリント基板70のプラス端子に接触するようにそ
れぞれ接着剤88によりプリント基板70に接着されて
いる。内側キャップ81は、ガスを通すための透孔82
を、側面上方に有する。
(Embodiment 6) FIG. 15 is a longitudinal sectional view of a main part of an assembled sealing plate according to this embodiment. The assembled sealing plate 80 is essentially the same as the assembled sealing plate 60 of the fifth embodiment except that the structures of the inner cap 81 and the outer cap 85 are changed. Inner cap 81
So that the collar portion 84 contacts the minus terminal of the printed circuit board 70, and the outer cap 85 is attached to the collar portion 8 of the printed circuit board 70.
7 is adhered to the printed circuit board 70 by an adhesive agent 88 so that the positive terminal 7 contacts the positive terminal of the printed circuit board 70. The inner cap 81 has a through hole 82 for passing gas.
On the side surface.

【0077】一方、外側キャップ85は、ガスを通すた
めの透孔86を、側面下方に有する。そして、外側キャ
ップ85は、上部周縁部を外側に膨出させることによ
り、内側キャップ81との間に空洞部97を設けてい
る。この膨出部98は、電池を機器にセットする際、機
器の端子部にスナップホック式に装着できる。内側キャ
ップの外表面に絶縁性皮膜83を設けたこと、および両
キャップ間に絶縁材89を介在させたことは実施例5と
全く同様である。
On the other hand, the outer cap 85 has a through hole 86 for passing gas therethrough at the lower side surface. The outer cap 85 has a hollow portion 97 provided between the outer cap 85 and the inner cap 81 by bulging the upper peripheral portion outward. The bulging portion 98 can be attached to the terminal portion of the device in a snap hook manner when the battery is set in the device. The provision of the insulating film 83 on the outer surface of the inner cap and the provision of the insulating material 89 between both caps are exactly the same as in the fifth embodiment.

【0078】この構成においても、弁体74を破断して
内側キャップ81の透孔82に入ったガスは、空洞部9
7から容易に外側キャップ85の透孔86を抜けて外部
へ放出される。また、外側キャップ85のガスを排出す
るための透孔86は、内側キャップ81の透孔82より
下位にあるので、ヘヤーピンのような線状の金属部材が
外側キャップの透孔から内側キャップとの間の空隙部に
入り込んで両キャップを電気的に接続し、電池を短絡さ
せるようなことはない。
Also in this structure, the gas that breaks the valve element 74 and enters the through hole 82 of the inner cap 81 does not have the cavity 9
7 is easily discharged through the through hole 86 of the outer cap 85 to the outside. Further, since the through hole 86 for discharging the gas of the outer cap 85 is lower than the through hole 82 of the inner cap 81, a linear metal member such as a hairpin is connected from the through hole of the outer cap to the inner cap. There is no possibility of short-circuiting the battery by entering the space between them and electrically connecting both caps.

【0079】上記の実施例においては、内側キャップお
よび外側キャップに設けたガス抜きのための透孔はそれ
ぞれ4個であるが、透孔の数はその大きさや電池に応じ
て適宜選択すべきことである。
In the above embodiment, the inner cap and the outer cap each have four through holes for venting gas, but the number of through holes should be appropriately selected according to the size and the battery. Is.

【0080】また、電池の正極を外側キャップと電気的
に接続する構成としたが、電池の正極を内側キャップと
接続する構成とすることもできる。
Although the positive electrode of the battery is electrically connected to the outer cap, the positive electrode of the battery may be connected to the inner cap.

【0081】PTC素子は、1つの部品としてプリント
基板と弁体との間に挿入したが、プリント基板上の素子
72内に組み入れることもできる。
Although the PTC element is inserted between the printed circuit board and the valve body as one component, it may be incorporated in the element 72 on the printed circuit board.

【0082】また、上記各実施例において示した材料等
は一例であり、機能を果たす範囲内で変更して用いるこ
とができる。
Further, the materials and the like shown in each of the above embodiments are examples, and can be used by being modified within the range of fulfilling the function.

【0083】さらに、上記の実施例においては、本発明
をリチウムイオン二次電池に適用した例を説明したが、
本発明はその他の二次電池にも同様に適用できることは
いうまでもない。
Furthermore, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a lithium ion secondary battery has been described.
It goes without saying that the present invention can be applied to other secondary batteries as well.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、単
体で過充電、過放電にならないよう制御し、二次電池内
のガス圧が異常に高まるような事態を防止するとともに
なおかつ二次電池内のガス圧が異常な高圧となるときに
は、速やかにガスを放出して電池の破裂を未然に防止す
ることができる二次電池を得ることができる。
As described above, according to the present invention, a situation in which the gas pressure inside the secondary battery is abnormally increased is controlled by controlling so as not to overcharge or overdischarge by itself. When the gas pressure in the battery becomes abnormally high, it is possible to obtain a secondary battery in which gas is promptly released to prevent the battery from exploding.

【0085】本発明は以上説明したような形態で実施す
ることにより、従来のパック形電池で問題点とされてい
た以下の課題を解決することができる。
By carrying out the present invention in the form as described above, the following problems, which have been problems in the conventional pack type battery, can be solved.

【0086】1)パック形電池が被供給装置に装着でき
る形状およびデザインの筐体になっているために、被供
給装置向けの専用パックとなってしまうこと。
1) The pack type battery has a shape and design that can be attached to the supplied device, so that it becomes a dedicated pack for the supplied device.

【0087】2)電池パックが被供給装置に装着できる
形状およびデザインの筐体になっているために、充電器
もパック形電池に合わせた、または被供給装置の収納部
を含めた専用充電器となってしまうこと。
2) Since the battery pack is shaped and designed so that it can be attached to the device to be supplied, the charger is also adapted to the pack type battery, or a dedicated charger including the storage part of the device to be supplied. It becomes.

【0088】3)安全回路や被供給装置に装着するため
の形状およびデザイン,端子構造を設けたパック形電池
の体積は、パック形電池内に収納される電池の体積に比
べ必ず大きくなること。
3) The volume of the pack type battery provided with the shape and design for mounting on the safety circuit and the device to be supplied and the terminal structure must be larger than the volume of the battery accommodated in the pack type battery.

【0089】4)一般消費者がリチウムイオン等の二次
電池単体を入手できないこと。更に、あらかじめリチウ
ムイオン等の二次電池のサイズを規定しておけば、被供
給装置個々の形状,デザイン,発売時期,発売量にとら
われることなく、二次電池を潤沢に生産供給することが
可能になると共に、一般消費者においても、前述の電池
が適用される機器を購入すれば、必要な時に必要な量の
二次電池を容易に入手することが可能になるという有利
な効果が得られる。
4) General consumers cannot obtain a single secondary battery such as a lithium ion battery. Furthermore, if the size of the rechargeable battery such as lithium ion is specified in advance, it is possible to produce and supply the rechargeable battery satisfactorily regardless of the shape, design, release time, and release amount of each supplied device. At the same time, even for general consumers, by purchasing the device to which the above-mentioned battery is applied, it is possible to obtain the advantageous effect that the required amount of the secondary battery can be easily obtained when needed. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】パック形のリチウムイオン二次電池の模式図FIG. 1 is a schematic diagram of a pack type lithium ion secondary battery.

【図2】従来の円筒型リチウムイオン二次電池の封口部
の断面図
FIG. 2 is a sectional view of a sealing portion of a conventional cylindrical lithium ion secondary battery.

【図3】(a)同封口部の分解斜視図 (b)同封口部の分解断面図FIG. 3A is an exploded perspective view of the sealing portion. (B) Exploded sectional view of the sealing part

【図4】本発明の実施例1における安全回路のブロック
FIG. 4 is a block diagram of a safety circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図5】同安全回路の変形を示すブロック図FIG. 5 is a block diagram showing a modification of the safety circuit.

【図6】同安全回路の他の変形を示すブロック図FIG. 6 is a block diagram showing another modification of the safety circuit.

【図7】図4に示す安全回路を組み込んだ実施例2にお
ける封口部の断面図
7 is a cross-sectional view of the sealing portion in the second embodiment incorporating the safety circuit shown in FIG.

【図8】(a)同封口部の分解斜視図 (b)同封口部の分解断面図FIG. 8A is an exploded perspective view of the sealing portion. (B) Exploded sectional view of the sealing part

【図9】実施例3における封口部の断面図FIG. 9 is a sectional view of a sealing portion according to a third embodiment.

【図10】実施例4における封口部の断面図FIG. 10 is a cross-sectional view of the sealing portion according to the fourth embodiment.

【図11】(a)パッケージ仕様にした安全回路の正面
図 (b)同安全回路の側面図 (c)同安全回路の分解斜視図
11A is a front view of a safety circuit having a package specification, FIG. 11B is a side view of the safety circuit, and FIG. 11C is an exploded perspective view of the safety circuit.

【図12】(a)安全回路用マイナス極の正面図 (b)イ−イ’線断面図FIG. 12 (a) is a front view of a negative electrode for a safety circuit. (B) sectional view taken along the line II '

【図13】(a)二次電池の被制御入出力用プラス極の
平面図 (b)ロ−ロ’線断面図
FIG. 13A is a plan view of a controlled input / output plus electrode of a secondary battery, and FIG.

【図14】実施例5における組立封口板を備えたリチウ
ムイオン二次電池の要部の縦断面図
FIG. 14 is a vertical cross-sectional view of a main part of a lithium-ion secondary battery including an assembled sealing plate according to a fifth embodiment.

【図15】実施例6における組立封口板の要部の縦断面
FIG. 15 is a vertical cross-sectional view of the main parts of the assembled sealing plate according to the sixth embodiment.

【図16】電池内に組み入れられている安全装置を含む
電気回路を示す図
FIG. 16 shows an electrical circuit including a safety device incorporated within a battery.

【図17】パック形のリチウムイオン二次電池における
従来の安全回路のブロック図
FIG. 17 is a block diagram of a conventional safety circuit in a pack-type lithium-ion secondary battery.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

17 フィルター 18 サブフィルター 19 インナーガスケット 20 弁体 21 PTC素子 22 キャップ 27 安全回路 28 二次電池 32 電流遮断素子 34 サーミスタ 37 安全回路用マイナス極 38 フレキシブル配線板 39,39a 被制御入出力用プラス極 41,42,49 熱硬化型接着剤 60、80 組立封口板 61、81 内側キャップ 62、82 透孔 63、83 絶縁性皮膜 64、84 鍔部 65、85 外側キャップ 66、86 透孔 67、87 鍔部 68、69、88、89 接着剤 70 プリント基板 71 透孔 72 素子 73 PTC素子 74 弁体 75 サブフィルター 76 透孔 77 フィルター 78 透孔 79 インナーガスケット 90 電池ケース 91 極板群 92 絶縁板 93 正極リード板 94 ガスケット 95、97 空洞部 96、98 膨出部 100 電池 101 スイッチ 102 電圧検出器 103 電流遮断素子 104 コンデンサ 105 スイッチ 106 温度ヒューズ 107 サーミスタ A スリット B,C,D,E,H,J 透孔 17 filters 18 sub filters 19 Inner gasket 20 valve body 21 PTC element 22 Cap 27 Safety circuit 28 Secondary battery 32 Current interrupt element 34 Thermistor 37 Negative pole for safety circuit 38 Flexible wiring board 39, 39a Controlled input / output positive pole 41, 42, 49 Thermosetting adhesive 60, 80 Assembly sealing plate 61, 81 inner cap 62, 82 through hole 63, 83 Insulating film 64, 84 collar part 65, 85 outer cap 66,86 through hole 67, 87 Tsubabe 68, 69, 88, 89 Adhesive 70 Printed circuit board 71 through hole 72 elements 73 PTC element 74 Disc 75 sub filter 76 through hole 77 Filter 78 through hole 79 Inner gasket 90 battery case 91 plate group 92 Insulation plate 93 Positive electrode lead plate 94 gasket 95, 97 cavity 96, 98 bulge 100 batteries 101 switch 102 voltage detector 103 Current interruption element 104 capacitor 105 switch 106 Thermal fuse 107 Thermistor A slit B, C, D, E, H, J through holes

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−201358(JP,A) 特開 平7−272748(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 2/34 H01M 10/42 - 10/48 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-7-201358 (JP, A) JP-A-7-272748 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 2/34 H01M 10/42-10/48

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 発電要素をキャップにより封口する封口
内部のスペースに、開口部または破断機構を設けた安
全回路基板を配置し、前記安全回路基板に電圧検出器と
前記電圧検出器の検出値に応じて電流遮断する電流遮断
素子とを有する安全回路を配置した二次電池。
1. A safety device provided with an opening or a breaking mechanism in a space inside a sealing portion for sealing a power generating element with a cap.
A secondary battery in which all circuit boards are arranged, and a safety circuit having a voltage detector and a current interruption element for interrupting a current according to a detection value of the voltage detector is arranged on the safety circuit board .
【請求項2】 発電要素のプラス出力からPTC素子を
介して安全回路に接続した請求項1記載の二次電池。
2. The secondary battery according to claim 1, wherein the positive output of the power generating element is connected to a safety circuit via a PTC element.
【請求項3】 安全回路のプラス極と外部入出力用プラ
ス極との間にPTC素子を配置した請求項1記載の二次
電池。
3. The secondary battery according to claim 1, wherein a PTC element is arranged between the positive electrode of the safety circuit and the positive electrode for external input / output.
【請求項4】 封口部のキャップを、安全回路用マイナ
ス極と外部入出力用プラス極との2極構成とした請求項
1記載の二次電池。
4. The secondary battery according to claim 1, wherein the cap of the sealing portion has a two-pole structure of a negative electrode for safety circuit and a positive electrode for external input / output.
【請求項5】 発電要素を収容してその一方の極性の端
子を兼ねる電池ケース、および電池ケースの開口部にガ
スケットを介して装着された組立封口板を具備し、前記
組立封口板が、相互に電気的に絶縁された内側キャップ
と外側キャップ、および所定の圧力で破断する金属薄板
からなり、破断に先立って電気的導通を断つ電流遮断機
能手段を有する弁体を含み、前記キャップの一方は前記
弁体をとおして発電要素の他方の極性の電極と電気的に
接続され、両キャップはそれぞれガスを排出するための
透孔を有し、かつ両キャップ間には、前記両透孔に連通
する空洞部を有することを特徴とする請求項1記載の二
次電池。
5. A battery case for accommodating a power generating element and also serving as a terminal of one polarity thereof, and an assembly sealing plate mounted on an opening of the battery case via a gasket, wherein the assembly sealing plate is mutually Includes a valve body having an electrically insulated inner cap and an outer cap, and a thin metal plate that breaks at a predetermined pressure, and having a current cut-off function means that cuts off electrical conduction prior to breaking, one of the caps It is electrically connected to the other polarity electrode of the power generation element through the valve body, both caps have through holes for discharging gas, and the both caps communicate with the above through holes. The secondary battery according to claim 1, wherein the secondary battery has a hollow portion.
【請求項6】 発電要素を収容してその一方の極性の端
子を兼ねる電池ケース、および電池ケースの開口部に電
気絶縁性のガスケットを介して装着された組立封口板を
具備し、前記組立封口板が、電池に直列に接続された電
流遮断素子および電池の電圧を検出して前記電流遮断素
子を制御する電圧検出器を含む安全回路を組み込み、か
つガスを排出するための透孔または破断機構を有するプ
リント基板、前記プリント基板上にプリント基板のそれ
ぞれ異なる極性の端子部に接続されて取り付けられた外
側キャップおよび内側キャップ、前記プリント基板より
電池内側に配され、所定の圧力で破断する金属薄板から
なり、破断に先立って電気的導通を断つ電流遮断機能手
段を有する弁体、および前記プリント基板の一方のキャ
ップに接続されている端子部を前記弁体をとおして発電
要素の他方の極性の電極と電気的に接続する電気的接続
手段を含み、両キャップはそれぞれガスを排出するため
の透孔を有し、かつ両キャップ間には、前記両透孔に連
通する空洞部を有し、前記安全回路は、電池が機器にセ
ットされた際他方のキャップを介して前記一方の極性の
端子に接続されることを特徴とする二次電池。
6. A battery case which accommodates a power-generating element and also serves as a terminal of one polarity thereof, and an assembly sealing plate attached to an opening of the battery case through an electrically insulating gasket, wherein the assembly sealing is provided. The plate incorporates a safety circuit including a current interrupting device connected in series to the battery and a voltage detector for detecting the voltage of the battery and controlling the current interrupting device, and a through hole or breaking mechanism for discharging gas. A printed circuit board, an outer cap and an inner cap connected to and attached to terminals of different polarities of the printed circuit board on the printed circuit board, a metal thin plate disposed inside the battery from the printed circuit board and breaking at a predetermined pressure Is connected to one of the caps of the printed circuit board, which has a current interrupting function means for interrupting electrical conduction prior to breakage. Electrical connection means for electrically connecting the terminal part to the other polarity electrode of the power generating element through the valve body, both caps having through holes for discharging gas, and both caps. In between, there is a cavity communicating with the both through holes, and the safety circuit is connected to the one polarity terminal through the other cap when the battery is set in the device. Rechargeable battery.
【請求項7】 相互に電気的に絶縁された内側キャップ
と外側キャップ、所定の圧力で破断する金属薄板からな
り、破断に先立って電気的導通を断つ電流遮断機能手段
を有する弁体、および前記キャップの一方を前記弁体を
とおして発電要素の一方の極性の電極と電気的に接続す
る手段、電圧検出器と前記電圧検出器の検出値に応じて
電流遮断する電流遮断素子とを有する安全回路を具備
し、両キャップはそれぞれガスを排出するための透孔を
有し、かつ両キャップ間には、前記両透孔に連通する空
洞部を有することを特徴とする二次電池用組立封口板。
7. A valve body comprising an inner cap and an outer cap electrically insulated from each other, a thin metal plate that is broken at a predetermined pressure, and a current cutoff function means for cutting off electrical continuity prior to breaking, and Safety having means for electrically connecting one of the caps through the valve body to the one-polarity electrode of the power generation element, a voltage detector, and a current interruption element for interrupting the current according to the detection value of the voltage detector An assembling seal for a secondary battery, comprising a circuit, wherein both caps have through holes for discharging gas, respectively, and between the both caps, there is a cavity communicating with the through holes. Board.
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